Радиатор для маломощных транзисторов

Конструкции радиаторов, полупроводниковые диоды. Динамо-машины

Радиатор для маломощных транзисторов

Динамо-машины  Конструкции радиаторов, полупроводниковые диоды 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16

Рис. 26. Радиаторы от металлокерамическпх ламп.

В ряде конструкции для охлаждения мощных диодов можно использовать радпачоры от металлокерамическпх ламп типов ПМ1, ГИ-12Б. ГИ-30, которые показаны на рнс.

26,

Конструкции радиаторов для маломощных полупроводниковых Нриборой

Применение дополпительных теплоотводов для маломощных йо-лупроводнпковы.ч приборов оправдано в ряде случаев, когда необходимо увеличить их надежность но тепловому рслспму. Кроме того, применение радиаторов позволяет увеличить мощность рассеяния маломощпы.ч транзисторов до 0,8-1,5 вт, а также увеличить токи маломощных полупроводниковых диодов в несколько раз.

Радиаторы для маломощных транзисторов п полупроводниковых диодов могут иметь самые разнообразные конструкции. Необходимо лишь, чтобы тепловое сопротивление с было минимальным. На рис. 27 показаны некоторые возмож11ые типы радирюроп дчч .

маломощных транзисторов. Наиболее простыми являются радиаторы, изображенные на рис. 27, а и б. Для их изготовления пригодны медь, латунь, мягкая сталь и пр. толщиной 1-5 мм. На рнс.

27, в показан более сложный, но и более эффективный радиатор, изготавливаемый из алюминия или меди.

Для обеспечения хорошего теплового контакта между теплоотводом и полупроводниковым прибором с последнего необходимо удалить краску, если она есть, а в зону контакта ввести минеральное масло пли вазелин

Достаточно эффективные и простые радиаторы для маломощных полупроводниковых приборов можно изготовить пз листового алюминия толщиной 0,8-1,5 мм или меди толщиной 0,5-0,8 .мм.

Предлагаемые радиаторы относятся к типу пластинчатых п позволяют получить мощность рассеяния до 1,5 вт применении транзисторов типов МП42Б, МП26Б и др.

Однако не следует использовать маломощные транзисторы при мощности рассеяния свыше 500-700 мет, так как дальнейшее повышение рассеиваемой мощности резко снижает их надежность.

Заготовка для одного из вариантов теплоотвода показайа рнс. 28. Радиатор с указанными на чертеже размерами позволяс! рассеивать могцность до 600-800 лшт с транзисторами типа .

МГИа

Рис. 27. Радиаторы для маломощных транзисторов.

Иа рис. 29 показаны транзисторы МП42Б и ГТ309Б, снабженные подобными радиаторами.

В конструкциях радиаторов, показанных на рис.

27, увеличение поверхности теплоотвода свыше 10 cjifi мало влияет на уменьшение

температуры перехода, так как тепловой поток от перехода проходит через сравнительно большое тепловое сопротивление.

При этой конструкции радиаторов тепловой поток проходит по всему основанию

Рис. 28. Радиатор для маломощных транзисторов а-заготовка; б-вид сверху; в-радиатор с транзистором.

корпуса транзистора, затем по стенке крышки корпуса и только тогда попадает в радиатор.

От этих недостатков свободна конструкция,

..

те

Рис. 29 Установка маломощных транзисторов на радиаторы.

показанная на рис. 29. Здесь с целью уменьшения теплового сопротивления Rn. с радиатор крепится к основанию транзистора. Другая разновидность радиаторов подобного типа показана на рис. 30. В этой конструкции сочетаются первые два типа радиаторов.

В этом случае на корпус транзистора напрессовывается металлическая пластинка толщиной 3-4 мм с резьбовыми отверстиями. Напильником или,шабером с основания транзистора снимаются краска и различные неровности.

Затем транзистор становится основанием на радиа-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16

Оригинал: http://www.dinamotimal.ru/din/405/12/index.shtml

Радиатор для транзисторов в Москве. Сравнить цены, купить потребительские товары на маркетплейсе Tiu

Радиатор для маломощных транзисторов

2 236,35 руб. 2 631 руб.

30шт 40 х 40 х 11 мм алюминиевый радиатор охлаждения радиатора для микросхемы LED транзистор

852,55 руб. 1 003 руб.

10шт 40 х 40 х 11 мм алюминиевый радиатор охлаждения радиатора для микросхемы LED транзистор

383,35 руб. 451 руб.

4шт 40 х 40 х 11 мм алюминиевый радиатор охлаждения радиатора для микросхемы LED транзистор

2 129 руб.

30шт 40 х 40 х 11 мм алюминиевый радиатор охлаждения радиатора для микросхемы LED транзистор — 1TopShop

1 819 руб.

10 шт.

100x41x8 мм Алюминиевый Радиатор Радиатор Кулер Для Высокой Мощности LED Усилитель Транзистора Охлаждения

1 780 руб.

20шт 40 х 40 х 11 мм Алюминиевый радиатор радиатора Охлаждение для чипа IC LED Транзистор

539,75 руб. 635 руб.

Охлаждение радиатора радиатора 6 штук 40 x 40 x 11 мм для чипа IC LED Транзистор

697 руб. 820 руб.

Охлаждение радиатора 8 штук 40 x 40 x 11 мм для радиатора радиатора для чипа IC LED Транзистор

550,80 руб. 648 руб.

3 шт.

100x41x8 мм Алюминиевый Радиатор Радиатор Кулер Для Высокой Мощности LED Усилитель Транзистора Охлаждения

349 руб.

100x41x8 мм алюминиевый радиатор радиатора охладитель для наивысшей мощности LED Усилитель охлаждения транзистора

870,40 руб. 1 024 руб.

5 шт.

100x41x8 мм Алюминиевый Радиатор Радиатор Кулер Для Высокой Мощности LED Усилитель Транзистора Охлаждения

1 597 руб.

20шт 40 х 40 х 11 мм Алюминиевый радиатор радиатора Охлаждение для чипа IC LED Транзистор — 1TopShop

1 597 руб.

10pcs 100x41x8mm алюминиевый радиатор радиатора радиатора для высокой мощности LED Усилитель Охлаждение транзистора — 1TopShop

Оригинал: https://moskva.tiu.ru/Radiator-dlya-tranzistorov.html

Охлаждение микросхем: печатная плата и радиатор (часть 1) (страница 2)

Радиатор для маломощных транзисторовDPAK

Этот корпус ничем не отличается от D2PAK, кроме размеров – они немного меньше.

Коль скоро он так похож на D2PAK, то несет в себе те же недостатки. А именно – вывод истока соединяется с кристаллом посредством проводника. И это страшно плохо. Если есть явно выделенный проводник, то у него есть индуктивность и сопротивление. Что первое, что второе — большое зло для транзистора.

Повышенная индуктивность увеличивает время включения/выключения, усложняет схему управления. Повышенное внутреннее сопротивление ограничивает сопротивление транзистора в открытом состоянии. Например, самые мощные SMD транзисторы упаковываются в корпус D2PAK, но среди них нет ни одного с сопротивлением в открытом состоянии лучше 1.4 мОм (0.

0014 Ом). Виной тому сопротивление провода к истоку. Буде у вас возникнут возражения, то посмотрите внимательно на название, есть транзисторы в корпусе D2PAK и с меньшим сопротивлением …. но и с одной закавыкой – с маленькой припиской '-7'.

В корпусе несколько выводов истока (на рисунке отмечен литерой S), а не традиционный 'один'.

Если посмотреть номенклатуру International Rectifier, а погодите, они же продали это подразделение фирме Vishay. Короче, один и тот же тип транзистора выпускается как в обычном корпусе D2PAK, так и в D2PAK-7, с несколькими выводами истока. Например,IRLS3034 и IRLS3034-7. Все характеристики примерно одинаковы, а вот сопротивление меньше – 1.4 мОм и 1 мОм соответственно.

Современные процессоры потребляют 100 Ампер и более, при рабочем напряжении 1-1.4 В (в зависимости от типа и фирмы производителя). Если заложить статические потери в 5% от этих цифр, то транзисторы в открытом состоянии должны обладать сопротивлением не хуже 0.6 мОм.

Для шести фаз это означает применение шести транзисторов с сопротивлением не хуже 3.6 мОм. А в случае стандартного корпуса D2PAK это означает потерю 0.5 мОм только на выводах. Увы, версия упаковки D2PAK-7 не настолько удачна и значительно дороже обычной D2PAK.

Плюс к тому, ассортимент транзисторов в этом экзотическом корпусе не так велик.

Всё сказанное напрямую относится к DPAK – болезнь типична для такого конструктивного исполнения. Выход? … избавляться от проводов. Здесь уже вопрос не технологии, а разумности – когда 1/4 сопротивления теряется просто на проводах, то альтернативы нет, надо переходить на другой корпус.

LFPAK

анонсы и реклама

По своей сути, этот корпус продолжает линейку D2PAK-DPAK, но лишен главного их недостатка – исток соединяется со своим выводом напрямую, без промежуточного соединения проводом. Плюс к тому, в конструкции сразу заложили несколько выводов истока (отмечено 'S' на рисунке ниже).

Корпус существует в двух исполнениях – LFPAK и LFPAK-i.

Обычный LFPAK рассчитан на отвод тепла через дно в печатную плату, как и D*PAK, а у версии '-i' корпус вывернут, и дно оказалось на верху.

То есть он ориентирован на установку радиатора и, фактически, не может отдавать тепло печатной плате.

Не думаю, что можно столкнуться с таким исполнением в персональном компьютере, а вот нормальный LFPAK уже встречается чаще, чем его предшественники D2PAK и DPAK. Посмотрите современные материнские платы, прямо нашествие какое-то.

Однако LFPAK никак не является венцом творения. Он может достаточно эффективно отводить тепло только в одну сторону (зависит от исполнения – либо в печатную плату, либо в радиатор). Да и выводы истока не идеальный проводник – хоть их и несколько, но они довольно тонкие. Так что для получения хорошего КПД преобразователя надо что-то другое.

DirectFET

Как мне кажется, это 'другое' оно и есть. Корпус продвигается фирмой International Rectifier и, в отличие от всех ранее описанных, лишен четких размеров.

В зависимости от размера кристалла, корпус может быть меньше или больше, что можно записать как недостаток. Но, похоже, единственный и 'несерьезный'. Хотя, скорее нет, я неправ.

Это его достоинство – в процессе изготовления не будет возможности схалтурить и поставить 'упрощенные' компоненты вместо заложенных при разработке.

На картинке не указаны цифры, ведь в зависимости от суффикса (SQ, SX, ST, MQ, MX, MT, MP) его размеры могут меняться от 4х5 до 5х6 мм при высоте 0.7 мм.

Перед нами кристалл и медная пластина вокруг него. Никакого пластика нет, и вообще нет ничего лишнего. Почти идеал. Вывод истока выполнен в виде небольшой пластинки, припаянной прямо к кристаллу.

Причем, обычно выводов истока несколько (два). Так же выполнен затвор, но он в одном экземпляре.

Со стоком еще проще – его теплоотводящая пластина загнута по краям и подключается к плате на той же поверхности, где затвор и исток. Просто и элегантно.

Если посмотреть технические характеристики транзисторов в корпусе DirectFET, то невольно залюбуешься – маленькие размеры, невысокая энергия управления, сопротивление меньше 2 мОм считается обычным. Кстати, и цена не зашкаливает. Попробую выразить надежду, что данный корпус будет встречаться чаще, и намного, чем вариации D*PAK и его семейства. (Хотя, LFPAK не так уж и плох).

Повторюсь – корпус DirectFET эффективно отводит тепло через обе поверхности, и в плату, и в радиатор, если его установить. Только не забывайте, что на корпусе находится напряжение стока и при установке радиатора необходимо обеспечить надежную электрическую изоляцию. К сожалению, термопрокладки — зло, а на столь маленький корпус очень трудно надежно закрепить дискретный радиатор.

Ранее я ссылался на транзистор в корпусе D2PAK, пора сравнить его с аналогичным в корпусе DirectFET, например IRF6726M.

Параметр IRLS3034, D2PAK IRLS3034-7 D2PAK-7 PH3230S , LFPAK PH2925U , LFPAK IRF6726M, DirectFET
Напряжение, В 40 40 30 25 30
Сопротивление, мОм 1.4 1 2.7 2.3 1.3
Входная емкость, нФ 10.3 10.9 4.1 6.1 4.7
Энергия управления,нК 108 120 42 92 51
Время включения, нс 890 640 51 110 50
Время выключения, нс 350 294 122 372 42
Стоимость (avnet), USD 2.37 2.99 0.98 1.45

Существуют ли альтернативы корпусу DirectFET? Несомненно, и их будет становиться все больше и больше. Но пока их ‘никто не видел’, этот вопрос можно завершить.

Корпус для малогабаритного высокоэффективного транзистора.

Для транзисторов с особо низким сопротивлением используется большой корпус, но весьма проблематично запихнуть в мобильный телефон нечто, похожее на D2PAK. Поэтому, для мощного, но миниатюрного, транзистора применяются малогабаритные корпуса.

Вначале это был SO-8, но ему ‘мешали’ проводники, подключающие кристалл с выводами. Помните D2PAK? Та же проблема, только компактнее. Потом появился Copperstrap, который соединял группу выводов истока с кристаллом с помощью медной ленты.

Правда, похоже на LFPAK? Упаковка стала дороже, а качество возросло не особо революционно – мешали сами выводы, они всё та же проволока. Для устранения такого дефекта был разработан корпус PowerPAK (на самом деле это целое семейство корпусов) и, позже, PolarPAK.

В такой упаковке используется комбинация ленточного соединения с кристаллом и безвыводной корпус QFN. Вариант очень хороший, спору нет …. только DirectFET лучше. Он проще, изящнее, дешевле и меньше.

Однако пора перейти от общих слов к сути статьи.

Нет, действительно совсем чуть-чуть.

При протекании тока через компонент, он нагревается. Степень нагрева определяется двумя параметрами – количеством тепла в единицу времени (мощностью), рассеиваемом на элементе, и тепловым сопротивлением. С первым вроде всё просто, есть напряжение и ток, вычислить мощность не так сложно. Впрочем, как раз с ними всегда есть проблемы, но хватит о грустном.

Тепловое сопротивление – мера, на сколько нагреется компонент к температуре окружающей среды, при подведении некоторой мощности. На радиаторы систем охлаждения часто приводят эту характеристику, она измеряется в ‘градусах на ватт’.

Расшифровка проста: на столько градусов его температура станет выше окружающей среды при подведении одного ватта мощности. Например, 2 градуса/Вт.

При подведении 15 ватт его температура будет выше окружающего пространства на 15*2=30 градусов.

Извините за повтор, но еще раз обращу внимание – речь именно о перегреве к окружающей среде. Если в системном блоке температура 35 градусов, то перегрев 30 превращаются в 35+30=65 градусов абсолютной температуры.

Не самое прохладное место, не находите?

Итак, тепловое сопротивление радиатора.

Оно зависит от множества факторов:

1. Площадь поверхности2. Эффективность поверхности3. Ориентация

4.

Тип конвекции

Площадь поверхности

Это площадь поверхности, которая передает тепло внешней среде. Считается довольно просто, но часто не несет особого смысла.

Эффективность поверхности

И тут начинаются трудности – далеко не вся поверхность компонента одинаково хорошо отдает тепло. Да и 'расстояние' от источника тепла до различных участков не одинаково.

Сюда же стоит приплюсовать применение разнородных материалов и покрытий.

Поэтому в расчетах пытаются перейти от просто ‘площади поверхности’ к ее активной (эффективной) площади и дальше вести расчеты, не отвлекаясь на особенности радиатора.

Ориентация

В зависимости от ориентации может меняться эффективность отвода тепла. Обычно для систем с естественной конвекцией более эффективна вертикальная компоновка, а при искусственном (активном) охлаждении – поперек потока.

Тип конвекции

Вариантов здесь два – либо естественная конвекция, либо искусственная. Можно еще вспомнить о передаче тепла с помощью тепловых трубок или других теплоносителей, но это еще один способ отправить проблему дальше, не решив ее.

Искусственная конвекция подразумевает применение каких-либо дополнительных устройств для обдува поверхности охлаждаемых компонентов. Чаще всего в этом качестве выступают вентиляторы.

Естественная конвекция обходится без применения дополнительных устройств, но менее эффективна и требует учета ее особенностей при проектировании.

Тонкость в механизме отвода тепла – при таком типе охлаждения воздушный поток движется вдоль поверхности, но это перемещение вызвано тем эффектом, что горячий воздух легче холодного и поднимается вверх. Может, видели когда-нибудь воздушные шары на горячем воздухе, здесь та же идея.

Энергия восходящих потоков по радиатору очень небольшая, поэтому системы охлаждения такого типа должны ориентироваться по направлению движения потоков (снизу-вверх) и обязательно быть весьма ‘продуваемы’ (с редкими и высокими ребрами или столбиками).

Чисто внешне, радиаторы для этих двух типов сильно различаются. При работе в паре с вентилятором радиатор содержит относительно небольшие и компактно расположенные ребра.

Для естественной конвекции подобная конструкция была бы провальной, ведь маленькие щели обладают очень большим сопротивлением воздушному потоку, и радиатор работал бы как вообще без ребер, как единый брусок металла.

Для пассивных систем охлаждения у радиатора должны быть редкие и длинные ребра (или штырьки, не важно).

В данной статье будут рассмотрены некоторые приемы и особенности охлаждения отдельных 'типичных' компонентов узлов персонального компьютера по схожей технологии – компонент устанавливается в типичную для него среду и подогревается за счет внутреннего нагрева 'типичной' мощностью. Кроме обычного варианта охлаждения, будет рассматриваться применение обдува разной силы вкупе с дополнительным радиатором.

https://www.youtube.com/watch?v=CEFZAQZKKPk

Тестирование разбито по типам упаковки, ведь основные тепловые характеристики в большей степени зависят именно от нее. Подробная методика будет описываться в каждом тесте.

BGA

Часто применяется для микросхем памяти. Обычный вариант установки – без радиатора, обязательно на многослойной печатной плате.

TSOP

Такой тип упаковки использовался в устаревших модулях памяти. Основной вариант установки аналогичен BGA, но довольно часто встречается размещение двух микросхем одна прямо под другой. Если для BGA такой случай невозможен, то для TSOP весьма обычен – это объясняется особенностью трассировки микросхем в этих корпусах.

TSOP считается устаревшим типом упаковки, его можно было бы не включать в тестирование, но есть микросхемы в похожих корпусах (например, drMOS), что представляет определенный интерес.

D2PAK

Подобный тип корпуса используется для транзисторов преобразователей напряжения.

В тестировании будет участвовать транзистор на обычной материнской плате без каких-либо вмешательств. Для повышения стабильности результатов, импульсные схемы отключаются, на транзисторе будет рассеиваться постоянная мощность.

DPAK

Корпус отличается от D2PAK только размерами, особенности те же.

При проведении тестов используется следующее построение стенда:

Для активного охлаждения применяется вентилятор Nidec BETA SL, модель D08T-12PU — 80 мм, 12 В, 0.22 А – при четырех напряжениях: 3.5 В, 5 В, 7 В, 12 В.

Этот ряд выбран из следующих соображений:

  • 3.5 В – минимальное напряжение, вентилятор только начинает крутиться. Движение воздуха едва ощутимо.
  • 5 В – скорость потока можно оценить как 'заметная'.
  • 7 В – обдув довольно сильный.
  • 12 В – поток очень большой, как и шум. Используется для контроля и в нормальной работе неприменим.

У вентилятора в центре ‘слепое пятно’, поэтому исследуемая микросхема немного смещена к краю. Длина печатной платы показана условно.

При измерении температуры печатной платы стенд тот же, точки замера располагаются вдоль длинной и короткой сторон микросхемы из ее центра, с обратной стороны печатной платы (на картинке отмечено красной стрелкой).

При измерении параметров корпусов для транзисторов, печатная плата устанавливается вертикально с сохранением прежнего расстояния и асимметрии вентилятора.

Отдельно хочется уточнить вопрос о рассеиваемой мощности.

Для микросхем (транзисторов) может указываться довольно значительный диапазон мощности, подчас с явным конфликтом с разумностью, когда на микросхеме реально приготовить омлет.

Давайте не будем впадать в крайности – если компонент перегревается сверх разумного, то нормального решения с системой охлаждения не предвидится.

Поэтому выбиралось тепловыделение, свойственное типичному применению, и с учетом специфики сайта.

Для микросхем и транзисторов тестовая мощность составит 2.5 Вт, а под корпус D2PAK цифра будет увеличена в 2 раза, 5 Вт.

При необходимости сочленять разные компоненты, например, устанавливать радиаторы, использовалась термопаста КПТ-8, производитель ‘Пайка и монтаж’.

В ряде тестов требовалась прокладка с низкими тепловыми потерями, в качестве которой выступила теплопроводящая прокладка красного цвета толщиной 0.3 мм, остальные характеристики неизвестны.

При проведении измерений несколько датчиков температуры жестко закреплялись в исследуемых точках, и данные записывались по ним всем одновременно.

Например, при замере эффективности радиатора при обдуве датчики были размещены на печатной плате и радиаторе, в дальнейшем менялось напряжение на вентиляторе и записывались показания по всем датчикам через интервал времени, достаточный для стабилизации показаний приборов.

Оригинал: https://overclockers.ru/lab/show/42345_2/Ohlazhdenie_mikroshem_pechatnaya_plata_i_radiator_chast_1

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тратосфера