~D'Evil~

Расчет Радиатора Для Усилителя Мощности

32 сообщения в этой теме

~D'Evil~    102

Приблизительный расчет:

При расчете обычно исходят из температуры окружающей среды 20°С и допустимом перегреве на 80°С, т.е. нагреве тепловыделяющего элемента до 100°С.

Тепловое сопротивление радиатора

Q = 50/√S (°С/Вт) (1),

где S – площадь поверхности теплоотвода, выраженная в квадратных сантиметрах.

Отсюда площадь поверхности для искомого теплового сопротивления

S = (50/Q)2 (см2) (2).

Радиатор площадью 1000 см2, из расчета по формуле (1), имеет тепловое сопротивление Q = 1,6 °С/Вт. При допустимом перегреве 80°С получаем мощность рассеяния 80/1,6 = 50 Вт.

Если необходимо рассеять мощность 30 Вт, при перегреве 60°С, требуемое тепловое сопротивление Q = 60/30 = 2 °C/Вт. Тогда по формуле (2) определяем площадь

S = (50/2)2 = 625 см2.

Если рассеиваемая мощность составляет 40 Вт, при том же перегреве на 60°С, требуемое тепловое сопротивление Q = 60/40 = 1,5 °C/Вт. Тогда нужна площадь радиатора S = (50/1,5)2 = 1111 см2.

----

По материалам Игоря (Игвин, с Вегалаба)

  • Одобряю 5

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
tima_99    3
Как узнать какая рассеиваемая мощность будет? это в даташите на транзистор смотреть или в зависимости от класса и мощности уся? Подскажи неопытному.

Рассеиваемая мощность зависит от режима работы транзистора. К примеру, если усилитель работает в классе А с напряжением питания +/-20В и током покоя 1А (т.е. в нагрузку сопротивлением 8Ом он отдает 10Вт находясь в классе А), то рассеиваемая мощность (если выходной каскад сделан по схеме ОК) на каждом из двух транзисторов выходного каскада будет по 20Вт. Т.е. 20В питания перемножить на ток покоя 1А для каждого плеча.

Для класса АВ: Тут немного посложнее. К примеру, возьмем усилитель с тремя выходными парами транзисторов, работающими в классе АБ, на нагрузку 4Ома, при питании +/-50В. При сигнале на выходе амплитудой 35В на транзисторе будет падать 15В (50В питания на коллекторе минус 35В на эмиттере, итого между коллектором и эмиттером 15В). В это время ток через нагрузку будет равен 35В / 4Ома = 8,75А (амплитудное значение, т.е. действующее значение будет 8,75 / 1,41 = 6,2). Итого, суммарная рассеиваемая мощность одной половиной выходного каскада будет 6,2А х 15В = 93Вт, т.е. примерно по 31Вт на транзистор (если выходники в одном плече близки по параметрам). Плюс 93Вт от второй половины выходного каскада. Итого, для выходной мощности 35Вх6.2А=217Вт мы получаем рассеиваемое тепло 186Вт.

Это лишь приблизительный расчет. Вот к примеру картинка из симулятора для того же напряжения питания и нагрузки, но выходной сигнал чуть меньше

На верхнем графике показан входной и выходной сигналы, амплитудами 1В и 30В соответственно. На нижнем - выделяемая мощность на одной паре выходных транзисторов. Точное значение можно найти проинтегрировав огибающую с нижней картинки за период (1мс в данном случае), тем самым найдя площадь. Затем, площадь разделить на длину основания и мы получим длину боковой стороны - т.е. точное значение выделяемой мощности.

С уважением, Михаил. (~D'Evil~)

post-54097-1242552346_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
~D'Evil~    102

Перечитал свой ответ и нашел пару неточностей для АБ, вечером более детально просчитаю.

Условно для класса АБ можно брать КПД равным 60% и от этого значения отталкиваться для того, чтобы прикинуть рассеиваемую мощность.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Borodach    1 676

Вот первоисточник - статейка из журнала , упрощённый рассчёт радиатора... .

post-6444-1242560724_thumb.png

post-6444-1242560810_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Nem0    2 343

Я считаю "на глаз": 20см2 на ватт рассеиваемой мощности, для меди или алюминий без прокладки 10-15см2 на ватт. Пока перегревам нечего не спалил)

ПС: Кроме Q радиатора необходимо еще знать Qкристала-фланец транзистора и Qпрокладки. Без этого точность расчета хромает.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
tima_99    3

Так как узнать рассеиваемую мощность (к примеру: ланзар, две пары выходников (станд.), 250 Вт на 4 Ом, температура в авто (прим. 30 град.))????

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

хватит ли такого радиатора для тда7240а? или мало или много?

радиатор выдрал с бп от кампа... :)

post-72472-1246535751_thumb.jpg

post-72472-1246535795_thumb.jpg

  • Не одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ну я не знаю...по идеи должно хватить ....как вы думаете хватит ли???

:angry: :angry: :angry: :angry: :angry: :angry: :angry:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ватт на 5 мощности в режиме В или близком к нему АВ с небольшим током покоя может и хватит.

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
TehnoS    0

Начали тему с как бы точных расчетов,тут вдруг пришел человек,спросил про свой радиатор и все дружно "использовав свои расчеты" ни чего толком не сказали.ДА!!!))))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
noise1    1 310

Все свалено в кучу. Постоянная и средняя рассеиваемая мощность в динамическом режиме получается при расчете каскада. По справочнику узнаем тепловое сопротивление переход-корпус. Выбираем, если нужно изолирующую прокладку, тек же по справочнику находим тепловое сопротивление прокладки, потом приступаем к расчету радиатора. Если не подходит стандартный, придется считать свой. Расчет довольно сложен. Учитывается расстояние между ребер, расположение радиатора в пространстве, тепловые потоки внутри корпуса, если есть принудитнльный обдув, скорость и обьем прокачеваемого воздуха.

Кто хочет точно расчитать, расчитываете каскад, берете справочник "Конструирование радиоаппаратуры" и вперед. Расчет электрической схемы- радист, остальное, конструктор.

Поэтому будте проще, берите радиатор с большим запасом .

Изменено пользователем noise1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Ulis    1 104

Нормальные производители декларируют сопротивление своих радиаторов.

У AAVID например, поглядев в их каталоге, можно найти радиатор похожий геометрически на имеющийся в наличии и использовать его сопротивление в своих расчетах.

Ошибка расчетного значения в 1-5 градусов несущественна для жизни.

Изменено пользователем Ulis

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
noise1    1 310

В справочниках указывается рассеиваемая можность на радиатор. Все остальные параметры сами считайте.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Ulis    1 104

Пример справочника можно?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
155    4

отчасти он прав есть параметр определяющий максимальную рассеиваемую мощность с радиатором.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
AudioKiller    4

1. Температура окружающей среды = 20 градусов - это слишком оптимистично. Внутри корпуса будет порядка 40...50 градусов.

2. Тепловое сопротивление радиатор-среда сильно зависит от конструкции радиатора: такой, как на процессорах, например, предназначен для активного охлаждения. Без куллера эго эффективная площадь раза в 3 меньше геометрической. "Пассивный" радиатор имеет толстые ребра и большие промежутки между ними.

3. Кроме этого, учитывайте тепловое сопротивление корпус-радиатор (Case-to-Sink) и кристалл-корпус (Junction-to-Case). При тепловом сопротивлении корпус-радиатор для, скажем корпуса ТО-220 порядка 0,5 градус/Вт. При использовании изолированного (пластмасового) корпуса или наличия прокладки сопротивление может повыситься до 1,5 град/Вт. Т.е. при мощности 20 Вт корпус будет на (0,5...1,5)*20=10...30 градусов теплее радиатора (при использовании термопасты где-то на 0,2...0,3 гр/Вт меньше). Тепловое сопротивление кристалл-корпус тоже где-то 0,5...1 град/Вт. Т.е. кристалл горячее корпуса, а кристалл нельзя нагруевать выше 120 градусов.

4. При импульсном характере тепловыделения (выход в классе В и АВ) важно не только иметь хорошую площадь радиаора, но и быстрый отвод тепла от зоны корпуса. Для этого подошва радиатора должна быть довольно массивной (толстой).

  • Одобряю 2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Ulis    1 104

Проще всего оценить имеющийся в наличии радиатор (обычная практика в радиолюбительстве - имеем то, что имеем) с помощью прикрученного к нему паяльника с известной мощностью. Меряем получившийся перегрев радиатора относительно комнатной температуры и вычисляем его сопротивление теплопередаче.

Потом считаем - подходит он для конструкции или нет.

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
schemtic    1

используя приведенные формулы и расчеты например для конкретного радиатора http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery.pl/id=62668&group=41605

получаем:

S=90см*см (60см*см - площадь ребер 10 (8+2), 32 площадь основной пластины)

1) для грубой оценки макс рассеиваемой этим радиатором мощности исходя из "опытных" значения, т.е. 10-20Вт/см*см получаем мощность 4,5-9Вт

2) следуя формулам ~D'Evil~ в начале темы Рмакс=15Вт (при Токр=20, Тмакс=100, dТ=80, Q=5,2) т.е. очень благоприятный и оптимистичный режим окр среды, но очень жесткий и без какого либо запаса для охлаждаемого элемента.

так?

а что означает цифра 13Вт/оС/дюйм в описании радиатора и как ее можно/нужно использовать?

  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
DO^G97    158
Температура окружающей среды = 20 градусов - это слишком оптимистично. Внутри корпуса будет порядка 40...50 градусов.

Я, лично всегда делаю дырку в корпусе, и ставлю радиатор наружу.

Вопрос: можно-ли уменьшить площадь радиатора, за счёт того, что на нём будет куллер?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Simuran    37

Подниму темку.

Вообщем дело такое.

Изначально планировал использовать медную шину размерами 8х100х250 и на нее прикрутить алюминиевые куски радиаторного профиля

но пройдя по радиорынку и пообщавшись с людьми, мне сказали что данный радиатор будет работать плохо, потери при переходи с меди на алюминь

и эффективней использовать обычный с Ш-образными ребрами

а вот что планировал

post-158920-0-92582000-1348479685_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
lazertok    217

Как пример...с обдувом куллером, правда в ИИП...

Т- образная пластина с транзисторами крепится на болтах через пасту, на вид не высыхающая смазка белого цвета, но не КТП-8 ...

post-128690-0-88837500-1348839647_thumb.jpg

post-128690-0-23143000-1348839657_thumb.jpg

Изменено пользователем lazertok
  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас