|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Chłodnice i chłodzenie. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ham Radio Technologie W fizyce, elektrotechnice i termodynamice atomowej istnieje dobrze znane prawo - prąd przepływający przez przewody je nagrzewa. Wymyślili to Joule i Lenz i okazało się, że mieli rację – tak właśnie jest. Wszystko, co w taki czy inny sposób zasilane jest energią elektryczną, zamienia część przekazywanej energii na ciepło. Tak się składa, że w elektronice najbardziej narażonym na ciepło obiektem w naszym otoczeniu jest powietrze. To części grzewcze przekazują ciepło do powietrza, a powietrze musi odebrać ciepło i gdzieś je wysłać. Zgubić się na przykład lub rozproszyć po sobie. Proces ten nazwiemy chłodzeniem poprzez wymianę ciepła. Nasze konstrukcje elektroniczne również rozpraszają dużo ciepła, niektóre więcej niż inne. Nagrzewają się stabilizatory napięcia, nagrzewają się wzmacniacze, nagrzewa się tranzystor sterujący przełącznikiem lub nawet mała dioda LED, z tym że nagrzewa się tylko trochę. Nie ma problemu, jeśli trochę się nagrzeje. A co, jeśli jest tak smażone, że nie możesz utrzymać ręki? Zlitujmy się nad nim i spróbujmy mu jakoś pomóc. Że tak powiem, aby złagodzić jego cierpienie. Przypomnijmy sobie urządzenie akumulatora grzewczego. Tak, tak, ten sam zwykły akumulator, który zimą ogrzewa pomieszczenie i na którym suszymy skarpetki i T-shirty. Im większy akumulator, tym więcej ciepła będzie w pomieszczeniu, prawda? Przez akumulator przepływa gorąca woda, która podgrzewa akumulator. Bateria ma ważną rzecz - liczbę sekcji. Sekcje mają kontakt z powietrzem i przekazują mu ciepło. Zatem im więcej sekcji, czyli im większa zajmowana powierzchnia akumulatora, tym więcej ciepła może nam dać. Spawając jeszcze kilka sekcji, możemy ocieplić nasze pomieszczenie. To prawda, że gorąca woda w grzejniku może ostygnąć i dla sąsiadów nie pozostanie nic. Rozważ urządzenie tranzystorowe.
Na podstawie miedzianej (kołnierz) 1na podłożu 2naprawiony kryształ 3. Łączy się z wyjściami 4. Całość konstrukcji wypełniona jest masą plastyczną 5. Kołnierz posiada otwór 6do montażu na grzejniku.
Jak zrobić lodówkę kryształową? Nie możemy zmienić konstrukcji tranzystora, to jest jasne. Twórcy tranzystora też o tym pomyśleli i dla nas, męczenników, pozostawili jedyną drogę do kryształu – kołnierz. Kołnierz przypomina pojedynczy odcinek akumulatora – smaży się, ale ciepło nie jest przekazywane do powietrza – powierzchnia styku jest niewielka. Tu mamy miejsce na nasze działania! Możemy przedłużyć kołnierz, przylutować do niego jeszcze kilka sekcji, czyli dużą miedzianą płytkę, ponieważ sam kołnierz jest miedziany, lub możemy przymocować kołnierz do metalowego półwyrobu zwanego grzejnikiem. Na szczęście otwór w kołnierzu jest przygotowany na śrubę i nakrętkę. Co to jest grzejnik? Powtarzałem o nim trzeci akapit, ale tak naprawdę nic nie powiedziałem! OK, zobaczmy:
Jak widać konstrukcja grzejników może być różna, są to płytki i lamelki, są też grzejniki igłowe i różne inne, wystarczy udać się do sklepu z częściami do radia i przeszukać półkę z grzejnikami. Grzejniki najczęściej wykonuje się z aluminium i jego stopów (siluminu i innych). Grzejniki miedziane są lepsze, ale droższe. Grzejniki stalowe i żelazne są używane tylko przy bardzo małej mocy, 1-5 W, ponieważ powoli rozpraszają ciepło. Ciepło powstające w krysztale określa się za pomocą bardzo prostego wzoru P = U * I, gdzie P to moc wydzielana w krysztale, W, U = napięcie na krysztale, V, I to prąd płynący przez kryształ, A. Ciepło to przechodzi przez podłoże do kołnierza, gdzie jest przekazywane do grzejnika. Następnie nagrzany grzejnik styka się z powietrzem i oddawane jest do niego ciepło, jako kolejny uczestnik naszego układu chłodzenia. Przyjrzyjmy się kompletnemu układowi chłodzenia tranzystora.
Mamy dwie sztuki - to jest grzejnik 8oraz uszczelkę między chłodnicą a tranzystorem 7. Może nie istnieć, co jest jednocześnie złe i dobre. Rozwiążmy to. Opowiem o dwóch ważnych parametrach - są to opór cieplny pomiędzy kryształem (lub złączem, jak to się nazywa) a korpusem tranzystora - Rpk oraz pomiędzy korpusem tranzystora a radiatorem - Rcr. Pierwszy parametr pokazuje, jak dobrze ciepło jest przekazywane z kryształu do kołnierza tranzystora. Przykładowo Rpc równe 1,5 stopnia Celsjusza na wat wyjaśnia, że przy wzroście mocy o 1 W różnica temperatur pomiędzy kołnierzem a chłodnicą wyniesie 1,5 stopnia. Innymi słowy, kołnierz będzie zawsze zimniejszy niż kryształ i o tym, jak bardzo ten parametr pokazuje. Im jest mniejszy, tym lepiej ciepło jest przekazywane do kołnierza. Jeśli wydzielimy 10 W mocy, to kołnierz będzie zimniejszy od kryształu o 1,5 * 10 = 15 stopni, a jeśli 100 W - to o 150! A ponieważ maksymalna temperatura kryształu jest ograniczona (nie może się smażyć do białego ciepła!), kołnierz należy schłodzić. W tym samym 150 stopniach. Na przykład: Tranzystor rozprasza 25W mocy. Jego Rpc wynosi 1,3 stopnia na wat. Maksymalna temperatura kryształu wynosi 140 stopni. Oznacza to, że pomiędzy kołnierzem a kryształem będzie różnica 1,3*25=32,5 stopnia. A ponieważ kryształu nie można nagrzać powyżej 140 stopni, musimy utrzymywać temperaturę kołnierza nie wyższą niż 140-32,5 = 107,5 stopnia. Lubię to. A parametr Rcr pokazuje to samo, tylko straty występują na tej samej osławionej uszczelce 7. Jego wartość Rcr może być znacznie większa niż Rpk, dlatego jeśli projektujemy mocną jednostkę, nie zaleca się umieszczania tranzystorów na uszczelkach . Ale czasami jest to konieczne. Jedynym powodem stosowania uszczelki jest konieczność odizolowania radiatora od tranzystora, ponieważ kołnierz jest elektrycznie połączony ze środkowym zaciskiem korpusu tranzystora. Spójrzmy na inny przykład. Tranzystor nagrzewa się z mocą 100 W. Jak zwykle temperatura kryształu nie przekracza 150 stopni. Jego Rpc wynosi 1 stopień na wat, a także znajduje się na uszczelce, która ma Rcr 2 stopnie na wat. Różnica temperatur między kryształem a grzejnikiem wyniesie 100*(1+2)=300 stopni. Grzejnik nie może być cieplejszy niż 150-300 = minus 150 stopni: Tak, moi drodzy, w tym przypadku uratuje tylko ciekły azot: horror! O wiele łatwiej jest żyć na grzejniku dla tranzystorów i mikroukładów bez uszczelek. Jeśli ich nie ma, a kołnierze są czyste i gładkie, a chłodnica błyszczy połyskiem, a nawet nałożono pastę przewodzącą ciepło, to parametr Rcr jest tak mały, że po prostu nie jest brany pod uwagę. Rozumiem? Chodźmy dalej! Istnieją dwa rodzaje chłodzenia - konwekcyjne i wymuszone. Konwekcja, jeśli pamiętamy fizykę szkolną, to niezależna dystrybucja ciepła. Podobnie jest z chłodzeniem konwekcyjnym – zamontowaliśmy grzejnik, który jakoś poradzi sobie z znajdującym się tam powietrzem. Promienniki konwekcyjne najczęściej instaluje się na zewnątrz urządzeń, np. we wzmacniaczach, widziałeś? Po bokach znajdują się dwie metalowe blaszki. Tranzystory są do nich przykręcone od wewnątrz. Takich grzejników nie można zakrywać, blokując dostęp powietrza, w przeciwnym razie grzejnik nie będzie miał gdzie oddać ciepła, sam się przegrzeje i nie będzie chciał przyjąć ciepła od tranzystora, o czym długo nie będzie myśleć, także się przegrzeje i : wiesz, co się stanie. Chłodzenie wymuszone polega na tym, że zmuszamy powietrze do bardziej aktywnego nadmuchu na chłodnicę, przedostając się wzdłuż jej żeberek, igieł i otworów. Tutaj używamy wentylatorów, różnych kanałów chłodzenia powietrzem i innych metod. Tak, nawiasem mówiąc, zamiast powietrza z łatwością może znaleźć się woda, olej, a nawet ciekły azot. Mocne lampy radiowe z generatorem są często chłodzone bieżącą wodą. Jak rozpoznać grzejnik – czy przeznaczony jest do chłodzenia konwekcyjnego czy wymuszonego? Od tego zależy jego wydajność, to znaczy, jak szybko może ochłodzić gorący kryształ, jaki przepływ energii cieplnej może przez siebie przejść. Patrzymy na zdjęcia.
Pierwszy grzejnik służy do chłodzenia konwekcyjnego. Duża odległość pomiędzy lamelami zapewnia swobodny przepływ powietrza i dobrą wymianę ciepła. Wentylator jest umieszczony na górze drugiej chłodnicy i wdmuchuje powietrze przez żebra. Jest to wymuszone chłodzenie. Oczywiście oba grzejniki można zastosować wszędzie, jednak cała kwestia dotyczy ich wydajności. Grzejniki mają 2 parametry - ich powierzchnię (w centymetrach kwadratowych) i współczynnik oporu cieplnego grzejnika do medium Rрс (w watach na stopień Celsjusza). Powierzchnię oblicza się jako sumę pól wszystkich jej elementów: powierzchnia podstawy po obu stronach + powierzchnia płytek po obu stronach. Powierzchnia końców podstawy nie jest brana pod uwagę, więc będzie tam bardzo niewiele centymetrów kwadratowych. Przykład: grzejnik z powyższego przykładu służy do chłodzenia konwekcyjnego.
Współczynnik oporu cieplnego czynnika chłodniczego Rрс pokazuje, o ile wzrośnie temperatura powietrza opuszczającego grzejnik, gdy moc wzrośnie o 1 W. Na przykład Rpc równe 0,5 stopnia Celsjusza na wat mówi nam, że temperatura wzrośnie o pół stopnia po podgrzaniu o 1 wat. Ten parametr jest uważany za trzypiętrowy wzór i nasze kocie umysły po prostu nie są w stanie sobie z nim poradzić: Rрс, jak każdy opór cieplny w naszym systemie, im niższy, tym lepiej. A można to redukować na różne sposoby - w tym celu grzejniki czernie się chemicznie (np. aluminium dobrze przyciemnia się w chlorku żelaza - nie eksperymentuj w domu, wydziela się chlor!), jest też efekt ustawienia grzejnika w kierunku powietrze dla lepszego przejścia wzdłuż płyt (grzejnik pionowy jest lepiej chłodzony niż leżący). Nie zaleca się malowania grzejnika farbą: farba stanowi niepotrzebny opór cieplny. Byle tylko trochę, żeby było ciemno, ale nie grubą warstwą! Aplikacja zawiera mały program, w którym można obliczyć przybliżoną powierzchnię grzejnika dla mikroukładu lub tranzystora. Korzystając z niego, obliczmy radiator dla jakiegoś zasilacza. Obwód zasilania.
Zasilacz generuje napięcie 12 V przy prądzie 1 A. Ten sam prąd przepływa przez tranzystor. Wejście tranzystora wynosi 18 woltów, wyjście 12 woltów, co oznacza, że spadek napięcia na nim wynosi 18-12 = 6 woltów. Moc wydzielana z kryształu tranzystora wynosi 6V*1A=6W. Maksymalna temperatura kryształu 2SC2335 wynosi 150 stopni. Nie eksploatujmy go w ekstremalnych warunkach, wybierzmy niższą temperaturę, np. 120 stopni. Opór cieplny obudowy złącza Rpc tego tranzystora wynosi 1,5 stopnia Celsjusza na wat. Ponieważ kołnierz tranzystora jest podłączony do kolektora, zapewnijmy izolację elektryczną radiatora. W tym celu pomiędzy tranzystorem a chłodnicą umieszczamy uszczelkę izolacyjną wykonaną z gumy przewodzącej ciepło. Opór cieplny uszczelki wynosi 2 stopnie Celsjusza na wat. Aby zapewnić dobry kontakt termiczny, upuść trochę oleju silikonowego PMS-200. Jest to gęsty olej o maksymalnej temperaturze +180 stopni, wypełni szczeliny powietrzne, które z pewnością utworzą się z powodu nierówności kołnierza i chłodnicy oraz poprawi przenoszenie ciepła. Wiele osób używa pasty KPT-8, jednak wielu uważa, że nie jest ona najlepszym przewodnikiem ciepła. Promiennik umieścimy na tylnej ściance zasilacza, gdzie będzie chłodzony powietrzem pokojowym +25 stopni. Podstawmy wszystkie te wartości do programu i obliczmy powierzchnię grzejnika. Powstała powierzchnia 113 cm10 to powierzchnia radiatora przeznaczona do długotrwałej pracy zasilacza z pełną mocą – ponad 100 godzin. Jeśli nie musimy tak długo napędzać zasilacza, możemy sobie pozwolić na mniejszy, ale masywniejszy radiator. A jeśli zainstalujemy grzejnik wewnątrz zasilacza, to uszczelka izolacyjna nie będzie potrzebna, bez niej grzejnik można zmniejszyć do XNUMX cmXNUMX. Ogólnie rzecz biorąc, moi drodzy, zapas nie wystarczy na waszą kieszeń, zgadzacie się wszyscy? Pomyślmy o marginesie, aby znajdował się zarówno w obszarze grzejnika, jak i w granicach temperatur tranzystorów. W końcu to nie nikt inny będzie musiał naprawić urządzenia i wymienić przepalone tranzystory, ale Ty sam! Pamiętaj to! Powodzenia. Publikacja: radiokot.ru
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Przetwornik DC/DC Mean Well RSD-500 ▪ Ptak odlatuje i pomaga złapać złodzieja ▪ Zaktualizowana linia Efinix Titanium FPGA ▪ Określono zalecaną liczbę kroków dziennie
▪ część witryny Firmware. Wybór artykułu ▪ artykuł Falstaffa. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Który kraj nazywa się Srebrny? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Praca ze szlifierką kątową. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Elektronika użytkowa. Wskaźniki, detektory. Informator ▪ Artykuł Trzy piłki. eksperyment fizyczny
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony