Jak Začít?

Máš v počítači zápisky z přednášek
nebo jiné materiály ze školy?

Nahraj je na studentino.cz a získej
korunu za každý materiál
a 50 Kč za registraci!


Prezentace_8_2017

PDF

Stáhnout kompletní materiál zdarma (2,57 MB)

Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.

ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 1 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástek ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 2 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky bez chladiče • Elektrický výkon P[W] generovaný v součástce vytváří tepelný proud it ~ P • Rozdíl teplot T1 – T2 [°C nebo K] představuje tepelné napětí ut ~ T1 – T2 Příklad: tepelný náhradní obvod pro SMD tranzistor tepelný model tepelné poměry Tv – teplota čipu (v katalogu) Tp – teplota pouzdra To – teplota okolí utv ~ Tv – Tp značí tepelný spád mezi čipem a pouzdrem utp ~ Tp – To značí tepelný spád mezi pouzdrem a okolím ut ~ Tv – To celkový tepelný spád mezi čipem a okolím ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 3 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky bez chladiče • Z hlediska výkonové zatížitelnosti je vždy směrodatný celkový tepelný odpor R tvp = Rtv + Rtp, kde   v p tv tv t ~ °C /W   T T u R i P   tp p o tp t ~ °C /W   u T T R i P t v o t tv tp t ~     u T T R R R i P vnitřní tepelný odpor mezi čipem a pouzdrem vnější tepelný odpor mezi pouzdrem a okolím celkový tepelný odpor v o v o m ax t t v tp T T T T P R R R      přípustné zatížení tranzistoru ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 4 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky bez chladiče • Kontrolní ověření tepelného režimu součástky se provede určením teploty čipu Tv při výkonu P. • Přitom musí platit Tv < Tmax P < Pmax • Příklad: malovýkonový tranzistor v plastovém pouzdře Pmax = 0,6 W, Tmax = 150 °C, Rtv = 80 °C/W (čip-pouzdro), Rtp = 200 °C/W (pouzdro-okolí) pracuje za provozu s výkonem P = 0,3 W, teplota uvnitř přístroje To = 60 °C. v o t v o t T T R T T P R P      mezní parametry uvedené v katalogu     v o t o tv tp max 60 0,3 80 200 144 C <            T T P R T P R R T  může být provozován bez chladiče ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 5 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky bez chladiče • Malé součástky (do výkonu 1 W) jsou navrženy tak, aby se teplo odvedlo z povrchu sáláním, nebo konvekcí přes přívody. • U některých součástek výrobci doporučují zvětšit plochu měděné fólie v místě připojení. ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 6 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky s chladičem výkonový tranzistor na chladiči tepelný model navíc oproti předchozímu je zde T c – teplota chladiče ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 7 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky s chladičem tepelný spád mezi chladičem a okolím tv v p ts p c tc c o ~ ~ ~    u T T u T T u T T t tv ts tc R R R R    celkový tepelný spád mezi čipem a okolím p c ts ts t ~ T T u R i P   tc c o tc t ~   u T T R i P přestup tepla z pouzdra na chladič tepelný odpor chladiče mezi chladičem a okolím tepelný spád mezi pouzdrem a chladičem tepelný spád mezi čipem a pouzdrem v p tv tv t ~   T T u R i P vnitřní tepelný odpor mezi čipem a pouzdrem t v o ~  u T T celkový tepelný odpor ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 8 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky s chladičem Dva nejčastější případy: 1. součástka na chladiči ofukovaném přirozeným prouděním • celkový tepelný odpor Rt = Rtv + Rts + Rtc • přípustné zatížení tranzistoru 2. chladič ofukovaný ventilátorem • celkový tepelný odpor Rt ≈ Rtv + Rts , Rtc ≈ 0 • přípustné zatížení tranzistoru v o max tv ts tc T T P R R R     v o max tv ts T T P R R    ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 9 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky s chladičem • Při přímé montáži na chladič je tepelný stykový odpor asi Rts ≈ 0,2 až 0,5 °C/W, při použití tepelné pasty Rts ≈ 0,1 až 0,2°C/W. • Při použití izolační podložky bez tepelné pasty nutno počítat se zvýšením tepelného odporu o 0,4 °C/W až 0,9°C/W + tepelný odpor mezi pouzdrem a podložkou a mezi podložkou a chladičem, celkem se pro slídovou podložku uvažuje Rts ≈ 0,5 až 0,8°C/W a pro teflonovou podložku Rts ≈ 1,0 až 1,6°C/W • Při použití podložky potřené na obou stranách tepelnou pastou bude pro slídovou podložku Rts ≈ 0,4 až 0,6 °C/W a pro teflonovou Rts ≈ 0,7 až 1,1 °C/W • Pozn.: slídové podložky při silném dotažení součástky k chladiči mohou prasknout, teflonové podložky se při stlačení vlivem otřepů na okrajích součástky ztenčují a může dojít k průrazu ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstrukce elektronických zařízení 10 / 44 Kamil Vrba Vysoké učení technické v Brně Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Odvod tepla ze součástky s chladičem • Podle požadovaného výkonu součástky a teploty okolí vyplynou požadavky na chladič • Příklad: Výkonový tranzistor Pmax = 60 W, Tmax = 150 °C, Rtv = 2,1 °C/W, Rts = 0,5 °C/W pracující za provozu s výkonem P = 30 W, bude namontován na chladič bez použití izolační podložky a bez tepelné pasty, teplota okolí max To = 35 °C, teplota chladiče max Tc = 70 °C Takovému požadavku např. vyhoví žebrovaný chladič délky 150 mm (viz dále), který při výkonu 30W vykazuje oteplení ∆T = 35°C. Teplota chladiče pak bude Tc = To + ∆T = 35 + 35 = 70°C.     v o tv ts v o tc tv ts tc T T P R R T T P R R R R P              tc 150 35 30 2,1 0,5 1,2 C/W 30 R       ODVOD TEPLA ZE SOUČÁSTEK Konstruk

Témata, do kterých materiál patří

Podobné materiály