Рис. 22.7. Примеры конструкций теплоотводящих радиаторов:

с -пластина; б-радиатор с продольным расположением ребер; в-радиатор G зигзагообразным расположением ребер; г-радиатор с крылышками ; д- звездочка ; е-ребристый; ж-двусторонний штырьевсй.

гОР,Вт

Рис. 22.8. Влияние конструкции радиатора на температуру коллекторного перехода транзистора:

/ - без теплоотвода, естественная конзекция; i-радиатор в виде пластины размером 60К60 мм естественная конвекция; 3-штырь-евой двусторонний радиатор размером 60X60X34 мм=, eciecT-веиная конвекция; 4-штырьевой радиатор размером 60Х60Х К 34 мм , скорость воздуха 2 м/с.

Эквивалентная тепловая схема

На основе электротепловой аналогии составлена эквивалентная тепловая схема полупроводникового прибора, установленного на радиаторе (рис. 22.9, а). Схема включает в себя следующие тепловые сопротивления: R - переход - корпус; Rc - корпус - окружающая среда; R - корпус прибора - радиатор; R - радиатор - окружающая среда.

Рис. 22.9. Эквивалентная тепловая схема с учетом сопротивления Ry.c участка корпус - окружающая среда (а) и упрощенная эквивалентная схема (б)

При отсутствии радиатора.тепловое сопротивление /?пс между переходом и окружающей средой равно:

пс = пк + кс -

При наличии радиатора суммарное тепловое сопротивление между корпусом прибора и окружающей средой равно:

кс Ч Ч Лр

Обычно (Лк+ -RpXKcin и теплом, рассеиваемым корпусом прибора, можно пренебречь, тогда:

Эквивалентная схема в этом случае упрощается (рис. 22,9, б) и суммарное тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой равно

пс~ пк+ к+ р. (22.26)

Расчет температуры коллекторного перехода

Уравнение для определения гемпературы перехода составляется на основе эквивалентной схемы (рис. 22,9, б)

(пер = /с + Др маис + Дн + Дпн.

где tc - температура окружающей среды, °С; Д<р макс - максимальный перегрев радиатора относительно окружающей среды, ° С; Д/к - перегрев контактной поверхностп прибора относительно контактной поверхности радиатора, С; Д/дк - перегрев коллекторного перехода относительно корпуса прибора, ° С.

Величина максимального перегрева радиатора определяется из выражения

р маис = р макс

макс-fc

где (р макс-максимальная температура радиатора в месте крепле-ппя полупроводникового прибора, ° С; Д/р - перегрев радиатора относительно окружающей среды, °С; К-г - коэффициент, учитывающий неравномерность гемпературного поля радиатора.

В табл. 22.5 даны значения коэффициента К-г при разной протяженности ребристого радиатора L.

ТАБЛИЦА 22.5

Значения коэффициентов неравномерности температурного поля ребристых радиаторов различной протяженности

В работах [1,23] для пластин и штырьевых радиаторов размером до 120Х 120 мм приводится величина К-г, равная 0,96 для естественной конвекции и 0,93 для вынужденной конвекции при скорости воздуха до 4 м/с.

Величина перегрева радиатора

Др = Рр р,

где Рр - мощность, рассеиваемая радиатором, Вт; Rp - тепловое сопротивление радиатора, равное перегреву радиатора на 1 Вт мощности, °С/Вт.

Если на радиаторе установлен один прибор, то Рр = Рприб> где Рприб - мощность, рассеиваемая прибором, Вт. Если на радиаторе установлено п приборов, то

р= прибг-(== J