Jump to content

Расчет Радиатора Для Усилителя Мощности


Recommended Posts

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)

Link to comment
Share on other sites

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

Учиться, учиться и еще раз попытаться!

Link to comment
Share on other sites

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.

Link to comment
Share on other sites

Секреты депассивации литиевых батареек FANSO EVE Energy
При длительном хранении в литиевых ХИТ происходит процесс пассивации. Он обратим, однако информации о том, как это правильно организовать, практически нет. Известный производитель батареек FANSO EVE Energy делится рекомендациями, как активировать первичный литиевый элемент питания.

Читать статью >>

Сравнительное тестирование алкалиновых батареек POWER FLASH 

В потребительском и промышленном сегментах российского рынка химических источников тока имеется множество щелочных (алкалиновых) батареек различных производителей и ценовых категорий. Но велика ли разница в их качестве?

Провели небольшой сравнительный тест, чтобы понять, могут ли источники тока POWER FLASH эффективно заменить продукцию таких известных производителей, как Duracell и GP, вычислить, чему равна стоимость одного часа работы батареек, а также сравнить полученные данные со значениями, указанными в технической документации.  Подробнее>>

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.

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://zen.yandex.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

Новые источники питания на DIN-рейку класса High End от MORNSUN
Компания MORNSUN разработала новую линейку ИП с креплением на DIN-рейку класса High End. Линейка состоит из двух семейств однофазных ИП, различающихся функционалом (LIMF и LIHF) и одного семейства на трехфазное напряжение (LITF). У всех этих ИП печатная плата с компонентами имеет лаковое покрытие. Продукция работоспособна в температурном диапазоне -40...85ºС (для однофазных) и -30...70ºС (для трехфазных). Кроме того, однофазные ИП соответствуют требованиям ATEX и могут использоваться во взрывоопасных зонах. Семейство LIMF имеет стандартный функционал (ККМ, сухой контакт реле, 150% перегрузочная способность), а семейство LIHF – максимальный функционал с доп. функциями селективной защиты (SFB) и возможностью дистанционного управления (может заменить серию QUINT от Phoenix Contact).

Подробнее >>

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

Учиться, учиться и еще раз попытаться!

Link to comment
Share on other sites

  • 1 month later...
  • 9 months later...

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!!!))))

Link to comment
Share on other sites

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 .

Edited by noise1
Link to comment
Share on other sites

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.

Edited by Ulis

Вы думаете "Там" дураки сидят?На солнце полетите ночью.

Link to comment
Share on other sites

  • 4 weeks later...
  • 8 months later...

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

Оо откуда дым?- опять транзистор сгорел....ну и Бог с ним, у меня их много.....

Link to comment
Share on other sites

  • 2 months later...

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).

Link to comment
Share on other sites

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.

Вы думаете "Там" дураки сидят?На солнце полетите ночью.

Link to comment
Share on other sites

  • 3 months later...

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?

Link to comment
Share on other sites

  • 5 months later...
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?

Night Fury http://nick-name.ru/nickname/id57422/

С ув. Игорь.

Link to comment
Share on other sites

  • 6 months later...

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

Link to comment
Share on other sites

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

Edited by lazertok

С Уважением

Если дело завершено, Человек должен усомниться. (закон Дао Ли)

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...