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전기 용접. 라디에이터를 계산하는 방법. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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반도체 장치가 작동하는 동안 크리스탈에서 전력이 방출되어 크리스탈이 가열됩니다. 주변 공간에서 발산되는 열보다 더 많은 열이 방출되면 크리스탈의 온도가 상승하여 최대 허용치를 초과할 수 있습니다. 이 경우 그 구조는 돌이킬 수 없게 파괴됩니다.

따라서 반도체 소자의 신뢰성은 크게 좌우된다. 냉각 효율. 가장 효과적인 방법은 대류 냉각 메커니즘으로, 기체 또는 액체 냉각제의 흐름에 의해 열이 제거되어 냉각된 표면을 세척합니다.

냉각 표면이 클수록 냉각 효율이 높아지므로 냉각 표면이 발달한 금속 라디에이터에 강력한 반도체 장치를 설치해야 합니다. 주변 공기는 일반적으로 열 전달 매체로 사용됩니다.

냉각수 이동 방식에 따라 구분:

• 자연환기;
• 강제 환기.

자연 환기의 경우 가열 된 라디에이터 근처에서 발생하는 통풍으로 인해 냉각수의 이동이 수행됩니다. 강제 환기의 경우 냉각수는 팬을 통해 이동됩니다. 두 번째 경우에는 더 높은 유속을 얻을 수 있고 따라서 더 나은 냉각 조건을 얻을 수 있습니다.

열 냉각 모델(그림 18.26)을 사용하면 열 계산을 크게 단순화할 수 있습니다._J 및 주변 온도 T_A 열 저항 R을 통해 결정에서 환경으로 이동하는 열 흐름을 유발합니다._JC (크리스탈 - 하우징), R_CS (하우징 - 라디에이터) 및 R_SA (라디에이터 - 환경).

그림 18.26. 열 냉각 모델

열 저항의 단위는 °С/W입니다. 총 최대 열 저항 R_JA 크리스탈 사이트에서 - 환경은 다음 공식으로 찾을 수 있습니다.

여기서 R_PP - 반도체 장치의 결정에서 소비되는 전력, W.

내열성 R_JC 그리고 R_CS 반도체 장치에 대한 참조 데이터에 표시되어 있습니다. 예를 들어, 참조 데이터에 따르면 IRFP250N 트랜지스터의 경우 크리스탈 라디에이터 섹션의 열 저항은 R_JC + R_CS \u0,7d 0,24 + 0,94 \uXNUMXd XNUMX ° C / W.

이는 10W의 전력이 칩에서 소실되면 온도가 방열판의 온도보다 9,4°C 더 높다는 것을 의미합니다.

방열판 열 저항 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

다음 방법론은 AAVID THERMALLOY의 Max Clip System™ 알루미늄 라디에이터 선택 지침을 기반으로 합니다.

무화과. 18.27은 자연(빨간색 선) 및 강제(파란색 선) 기류 냉각에 대한 알루미늄 라디에이터 단면의 둘레와 열 저항 사이의 관계를 그래픽으로 보여줍니다.

기본적으로 다음과 같이 가정합니다.:

• 라디에이터의 길이는 150mm입니다.
• 방열판 온도 T 사이의 차이_S 및 주변 온도 T_а 같다 ;
• 강제 냉각 유속은 2m/s입니다.

냉각 조건이 기본적으로 허용되는 조건과 다른 경우 그림의 그래프를 사용하여 필요한 수정을 할 수 있습니다. 18.28 - 무화과. 18.30.

쌀. 18.27. 알루미늄 라디에이터의 단면과 열 저항의 관계

쌀. 18.28. 라디에이터의 온도와 주변 온도의 차이에 대한 보정 계수

쌀. 18.29. 풍량 보정계수

쌀. 18.30. 라디에이터 길이에 대한 보정 계수

예를 들어 20개의 IRFP250N 유형 트랜지스터로 구성된 ERST 트랜지스터에 냉각을 제공하는 라디에이터를 계산해 봅시다. 라디에이터 계산은 하나의 트랜지스터에 대해 수행할 수 있으며 결과 크기는 20배 증가할 수 있습니다.

키 트랜지스터에서 소비되는 총 전력은 528W이므로 각 IRFP250N 트랜지스터에서 소비되는 전력은 528/20 = 26,4W입니다. 방열판은 트랜지스터 크리스탈의 최대 온도가 +110 °C의 최대 주변 온도에서 +40 °C를 넘지 않도록 해야 합니다.

찾아보자 내열성 R_JA 하나의 트랜지스터 IRFP250N:

이제 찾자 방열판 내열성:

크리스탈의 최대 온도와 크리스탈 라디에이터 섹션의 열 저항을 알면 라디에이터의 최대 온도를 결정합니다.

그래프(그림 18.28)에 따르면 라디에이터와 환경 사이의 온도 차이에 대한 보정 계수 Kt를 결정합니다.

라디에이터 냉각에 사용 인공 호흡기 유형 1,25EV-2,8-6-3270U4, 용량 280m3/h. 유량을 계산하려면 성능을 팬에 의해 송풍된 덕트의 단면으로 나누어야 합니다.

덕트에 단면적이 있는 경우:

그러면 기류 속도는 다음과 같습니다.

그래프(그림 18.29)에 따라 보정 계수 K를 결정합니다._v 실제 기류 속도:

단면 둘레가 1050mm이고 길이가 80mm인 기성 라디에이터가 많이 있다고 가정해 보겠습니다. 그래프(그림 18.30)에 따라 보정 계수 K를 결정합니다._L 라디에이터 길이:

전체 보정을 찾기 위해 모든 보정 계수를 곱합니다.

수정 사항에 따라 라디에이터는 다음을 제공해야 합니다. 내열성:

그래프(그림 18.27)를 사용하면 하나의 트랜지스터에 단면 둘레가 200mm인 라디에이터가 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 20개의 IRFP250N 트랜지스터 그룹의 경우 라디에이터의 단면 둘레가 4000mm 이상이어야 합니다. 사용 가능한 라디에이터의 둘레가 1050mm이므로 4개의 라디에이터를 결합해야 합니다.

ERST 다이오드에서 더 적은 전력이 소비되지만 설계상의 이유로 유사한 라디에이터를 사용할 수 있습니다.

종종 냉각기 제조업체는 둘레와 길이가 아닌 라디에이터의 표면적을 나타냅니다.

제안된 방법에서 라디에이터 면적을 구하려면 라디에이터 길이에 둘레 S를 곱하면 충분합니다._P = 400 x 8 = 3200cm2.

저자: Koryakin-Chernyak S.L.

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