Конструктивный расчет радиатора блока оконечного усиления

Определяющим параметром при выборе радиатора является температура коллекторного перехода транзисторов БОУ. Для каждого транзистора существует определенная температура коллекторного перехода, превышение которой приводит к выходу его из строя. Это так называемая максимально допустимая температура коллекторного перехода, приводимая в справочниках .

Высокая надежность БОУ может быть реализована только при выполнении условия:

,

где - максимальное расчетное значение температуры коллекторного перехода I i-го транзистора. Недостаточное внимание к вопросам теплового режима транзисторов БОУ может свести на нет всю работу по схемотехническому расчету БОУ.

Расчет тепловых параметров и тепловых режимов транзисторов средней и большой мощности при стационарных режимах с достаточной для инженерных расчетов степенью точности производится по тепловым схемам замещения. Тепловая схема замещения представляет собой эквивалентную схему рассеяния тепла в системе коллекторный переход транзистора - радиатор-окружающая среда. В этой схеме разности температур выполняют роль разностей потенциалов, тепловой поток выполняет роль электрического тока (сила тока определяется величиной мощности, рассеиваемой транзистором БОУ), а тепловые сопротивления - роль сосредоточенных электрических сопротивлений.

Тепловое сопротивление показывает, на сколько градусов изменится температура участка системы при изменении мощности, рассеиваемой транзистором, на 1 Вт. Размерностью теплового сопротивления является оС/Вт.

Полная эквивалентная схема рассеяния тепла транзисторами средней и большой мощности с радиаторами при стационарных режимах изображена на рис.6.1.

Рис.6.1

По аналогии с электрическими цепями к схеме (рис.6.1) применимы закон Ома и все теоремы для последовательного и параллельного соединений сопротивлений.

Для транзисторов средней и большой мощности, работающих с радиаторами, обычно имеет место неравенство:

,

так как поверхность корпуса транзистора невелика и тепловой поток, рассеиваемый этой поверхностью, мал.

Поэтому эквивалентная расчетная схема приобретает вид, показанный на рис 6.2.

Рис.6.2

Пользуясь схемой рис.6.2, можно написать зависимость температуры коллекторного перехода транзистора от мощности, выделяемой в транзисторе, конструкции радиатора и способа монтажа транзистора на радиаторе.кр - температура кристалла (145 °С), tк - температура корпуса, tр - температура радиатора, tс - температура среды (45 °С). tкр, tк, tр, tс эквивалентны потенциалам, а их разности - разностям потенциалов. Pp - мощность рассеяния - в эквивалентной схеме выступает в роли источника э.д.с Rкр-к (2 °С/Вт), Rк-р , Rр-с , Rк-с (0,5 °С/Вт) - тепловые сопротивления

Расчет:

tк=145 0C , tc=45 0C

Для снижения габаритов БОУ будет использоваться ребристый радиатор. Для повышения надёжности работы между микросхемой и радиатором нанесён слой теплопроводящей пасты, которая снижает Rт-кр. Для циркуляции воздуха и повышения эффективности охлаждения в корпусе АС должны быть предусмотрены вентиляционные отверстия. Исходя из рассчитанного теплового сопротивления радиатора, используя график на рис. 6.3 выбраны габариты и тип радиатора.

Рис. 6.3

Радиатор одностороннего оребрения РОЕ 40 L=100 мм - высота радиатора.=100 - ширина радиатора.=24 мм - высота рёбер.=10 - количество рёбер.

В результате расчётов, можем выбрать пластинчатый радиатор с естественной конвекцией (рис.6.4).

Рис. 6.4

Еще статьи по теме

Проектирование цифровой системы автоматического управления платформой солнечной батареи
Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. И в связи с указанными проблемами, становится все более н ...

Прогнозирование расчетным способом показателей безотказности РЭУ
Усилители переменного напряжения являются наиболее распространенным типом электронных усилителей на дискретных элементах. Он выполняется на основе низкочастотного усилителя. Усилитель переменного напряжения отличается от УНЧ ...

Главное меню

© 2019 / www.techsolid.ru