Bezpłatna biblioteka techniczna

Spawanie elektryczne. Jak obliczyć grzejnik. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / sprzęt spawalniczy

 Komentarze do artykułu

Podczas pracy urządzenia półprzewodnikowego w jego krysztale uwalniana jest energia, co prowadzi do jego nagrzewania. Jeśli więcej ciepła zostanie uwolnione niż rozproszone w otaczającej przestrzeni, wówczas temperatura kryształu wzrośnie i może przekroczyć maksymalne dopuszczalne. W takim przypadku jego struktura zostanie nieodwracalnie zniszczona.

Dlatego niezawodność urządzeń półprzewodnikowych w dużej mierze zależy od wydajność chłodzenia. Najbardziej efektywny jest mechanizm chłodzenia konwekcyjnego, w którym ciepło jest odprowadzane przez przepływ gazowego lub ciekłego czynnika chłodzącego, obmywającego chłodzoną powierzchnię.

Im większa chłodzona powierzchnia, tym wydajniejsze chłodzenie, a zatem wydajne urządzenia półprzewodnikowe muszą być instalowane na metalowych grzejnikach z rozwiniętą chłodzoną powierzchnią. Powietrze z otoczenia jest zwykle używane jako czynnik przenoszący ciepło.

Zgodnie z metodą przenoszenia chłodziwa rozróżniają:

• naturalna wentylacja;
• wymuszona wentylacja.

W przypadku wentylacji naturalnej ruch chłodziwa odbywa się z powodu przeciągu, który występuje w pobliżu ogrzewanego grzejnika. W przypadku wentylacji wymuszonej chłodziwo jest przemieszczane za pomocą wentylatora. W drugim przypadku możliwe jest uzyskanie wyższych prędkości przepływu i odpowiednio lepszych warunków chłodzenia.

Obliczenia termiczne można znacznie uprościć, jeśli użyjemy modelu chłodzenia termicznego (ryc. 18.26) Tutaj różnica między temperaturą kryształu T_J i temperatura otoczenia T_A powoduje przepływ ciepła przemieszczający się z kryształu do otoczenia poprzez opory cieplne R_JC (kryształ - ciało), R_CS (obudowa - chłodnica) i R_SA (grzejnik - otoczenie).

Rysunek 18.26. Model chłodzenia termicznego

Opór cieplny ma jednostkę °С/W. Całkowita maksymalna odporność termiczna R_JA w miejscu kryształu - środowisko można znaleźć według wzoru:

gdzie P._PP - moc rozpraszana na krysztale urządzenia półprzewodnikowego, W.

Opór cieplny R_JC i R_CS wskazane w danych referencyjnych dla urządzeń półprzewodnikowych. Na przykład, zgodnie z danymi referencyjnymi, dla tranzystora IRFP250N jego rezystancja termiczna w sekcji kryształ-radiator wynosi R_JC + R_CS \u0,7d 0,24 + 0,94 \uXNUMXd XNUMX ° C / W.

Oznacza to, że jeśli na chipie zostanie rozproszona moc 10 W, to jego temperatura będzie o 9,4°C wyższa niż temperatura radiatora.

Odporność termiczna radiatora można znaleźć za pomocą wzoru:

Poniższa metodologia opiera się na wytycznych doboru grzejników aluminiowych Max Clip System™ firmy AAVID THERMALLOY.

na ryc. 18.27 przedstawia graficzną zależność między obwodem przekroju grzejnika aluminiowego a jego oporem cieplnym dla naturalnego (czerwona linia) i wymuszonego (niebieska linia) chłodzenia przepływem powietrza.

Domyślnie przyjmuje się, że:

• grzejnik ma długość 150 mm;
• różnica między temperaturą radiatora T_S i temperatura otoczenia T_а równa się ;
• prędkość przepływu wymuszonego chłodzenia wynosi 2 m/s.

Jeżeli warunki chłodzenia odbiegają od tych przyjętych domyślnie, to niezbędnej korekty można dokonać korzystając z wykresów na rys. 18.28 - ryc. 18.30.

Ryż. 18.27. Zależności między przekrojem grzejnika aluminiowego a jego oporem cieplnym

Ryż. 18.28. Współczynnik korygujący różnicę między temperaturą grzejnika a otoczeniem

Ryż. 18.29. Współczynnik korekcji natężenia przepływu powietrza

Ryż. 18.30. Współczynnik korygujący długość grzejnika

Na przykład obliczmy radiator, który zapewnia chłodzenie tranzystora ERST, składającego się z 20 tranzystorów typu IRFP250N. Obliczenia grzejnika można przeprowadzić dla jednego tranzystora, a następnie wynikowy rozmiar można zwiększyć 20-krotnie.

Ponieważ całkowita moc rozpraszana na kluczowym tranzystorze wynosi 528 W, moc rozpraszana na każdym tranzystorze IRFP250N wynosi 528/20 = 26,4 W. Radiator musi gwarantować, że maksymalna temperatura kryształu tranzystora nie przekracza +110°C przy maksymalnej temperaturze otoczenia +40°C.

Znajdźmy odporność termiczna R_JA dla jednego tranzystora IRFP250N:

Teraz znajdźmy rezystancja termiczna radiatora:

Znając maksymalną temperaturę kryształu i opór cieplny w przekroju kryształu-radiatora, wyznaczamy maksymalną temperaturę grzejnika:

Zgodnie z wykresem (ryc. 18.28) określamy współczynnik korygujący Kt dla różnicy temperatur między grzejnikiem a otoczeniem:

Służy do chłodzenia chłodnicy wentylator typ 1,25EV-2,8-6-3270U4 o wydajności 280 m3/h. Aby obliczyć natężenie przepływu, należy podzielić wydajność przez przekrój kanału dmuchanego przez wentylator.

Jeżeli kanał ma pole przekroju poprzecznego:

wówczas natężenie przepływu powietrza będzie wynosić:

Zgodnie z wykresem (ryc. 18.29) określamy współczynnik korekcji K_v do rzeczywistej prędkości przepływu powietrza:

Załóżmy, że mamy dużą liczbę gotowych grzejników o obwodzie przekroju 1050 mm i długości 80 mm. Zgodnie z wykresem (ryc. 18.30) określamy współczynnik korekcji K_L dla długości grzejnika:

Aby znaleźć całkowitą poprawkę, mnożymy wszystkie współczynniki poprawkowe:

Z zastrzeżeniem zmian, grzejnik powinien zapewnić odporność termiczna:

Korzystając z wykresu (ryc. 18.27), stwierdzamy, że jeden tranzystor wymaga grzejnika o obwodzie przekroju 200 mm. Dla grupy 20 tranzystorów IRFP250N radiator musi mieć obwód przekroju co najmniej 4000 mm. Ponieważ dostępne grzejniki mają obwód 1050 mm, trzeba będzie połączyć 4 grzejniki.

Mniej mocy jest rozpraszane na diodzie ERST, ale ze względów konstrukcyjnych można do niej zastosować podobny radiator.

Często producenci chłodnic wskazują powierzchnię grzejnika, a nie obwód i długość.

Aby otrzymać powierzchnię grzejnika z proponowanej metody wystarczy pomnożyć długość grzejnika przez jego obwód S_P = 400 x 8 = 3200 cm2.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

Zobacz inne artykuły Sekcja sprzęt spawalniczy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Pierwszy na świecie sterownik systemu Ethernet typu ENC28J60 27.03.2005 Firma MICROCHIP TECHNOLOGY wprowadziła na rynek pierwszy na świecie sterownik systemu ENC28J60 Ethernet, który jest wydajnym rozwiązaniem do zdalnej komunikacji. Poprzednie kontrolery były nieporęczne i były dostarczane w pakietach z ponad 80 pinami. ENC28J60 jest dostępny w 28-pinowej obudowie i ma wyjście do standardowego interfejsu szeregowego SPI, który wymaga tylko czterech przewodów do komunikacji ze sterownikiem serwera.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Ocean stał się zimny

▪ Materiały XNUMXD zmieniają kształt i magazynują energię

▪ BLU Dash 4.5 Czterordzeniowy smartfon Dual SIM

▪ Sześciordzeniowe procesory Intel Core i7-3960X Extreme Edition oraz Intel Core i7-3930K

▪ Dźwięk kontroluje światło

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Standardowe instrukcje bezpieczeństwa i higieny pracy (TOI). Wybór artykułów

▪ artykuł Theodora Gottlieba von Hippela. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak żołnierz Armii Czerwonej Dmitrij Owczarenko zdołał pokonać 50-osobowy oddział niemiecki? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Socjolog. Opis pracy

▪ artykuł Sterownik kinematyki inkubatora. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Buzzer do zasilacza. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024