/пер = /с +

0,98

- + Ртр (/?к+/?пк) = 50 + + 6(0,5+1,0) = 64°С.

Коэффициент /Ст выбирается по табл. 22.5.

Расчет штырьевого радиатора при вынуждеииой конвекции. Теплоотдача стержня переменного сечения определяется по формуле [1]:

Ршт = 1.14А/р th фЬ) YonXf, (22.34)

где А/р-средний перегрев радиатора, С; Рщт ~ мощность, рассеиваемая штырем, Вт; 6 = Т/ ; йдкв - эквивалентный диаметр

Рис. 22.12. Штырь штырьевого радиатора (а) и расположение штырей на пластине (б).

среднего по высоте сечения штыря (для квадрата dgB равен стороне квадрата, для круга-диаметру); h - высота штыря, м (рис. 22.12, а); П - периметр поперечного сечения штыря, м; /- площадь поперечного сечения (среднего по высоте) штыря, м; % коэффициент теплопроводности материала радиатора, Вт/(м - град); к-коэффициент теплоотдачи, Вт/(м град). Расчет к производится по формуле

,0.58

= 3 (т) jO . 4 2

П1п -

где W - скорость воздуха на входе в радиатор, м/с; dyg определяющий размер, м. л

Коэффициент BSm) берется для температуры / i== 0,Б(/вх+ -f/выу). Значения Вг и thx даны в табл. 22.9 и 22.10..

ТАБЛИЦА 22.10

Значения гиперболического тангенса

Общее число штырей радиатора

П=Рр/Ршт.

где Рр - мощность, рассеиваемая радиатором, Вт. Площадь радиаторной плиты

рп=з + /пр>

где fg - площадь плиты, на которой расположены штыри, м (заштрихованные площадки на рис. 22.12, б); /пр - площадь посадочного места полупроводникового прибора, м.

Пример [1]. Рассчитать штырьевой радиатор для транзистора типа П210А; рассеиваемая мощность 25 Вт. Геометрические размеры штыря (рис. 22.12): /г = 15 мм, X Cj .= 3X3 мм , X = IX XI мм ; шаг штырей 5 мм. Материал радиатора сплав Д16 {к = = 174 Вт/(м . град)].

Условия работы: = 25 С, р = 760 мм рт. ст., W = 3 м/с.

Тепловые параметры транзистора: /пер - +85° С, Рид = 1 и Рк 0,4 С/Вт.

Ра с ч е т:

1. Средняя температура поверхности радиатора:

*р= (/пер-Рприб пк + /? )] = 0.93 (85-25-1,4) = 46,5° С.

2. Средний перегрев радиатора

А/р = /р-

W .46,5-2=,3,7°С,

/ х = /о-6=40,5° С.

Значения комплекса теплофизических свойств воздуха (fni) при разных температурах

3. Коэффициент теплоотдачи

(2 54.10-3)0.42 =-2 Вт/(м2.град).

(Коэффициент бгСт) определяется по табл. 22.9.) 4. Теплоотдача единичного штыря;

Ршт= 1.14-13,7.0,394х Х]66.2.2.10-5-4.174(2.10-з)2 =0,127 Вт. Общее число штырей

п = 25/0,127 = 201.

Площадь пластины, на которой расположены штыри (без площади /пр):

fi, ,1=0,25-201 =50.7 см2.

Размеры одностороннего радиатора 71X71 мм. Если радиатор двусторонний,

f p = 50,7-f 19.5 = 70,2 cм

где /цр=19,5 см

Размеры двустороннего радиатора 56X60 мм.

Некоторые рекомендации по конструированию радиаторов. Для радиаторов применяют материалы, обладающие хорошей теплопроводностью и малым удельным весом. Целесообразно использовать алюминий и его сплавы (АД, АМц, Д16, АЛ-2 и др.). Для снижения веса применяют магниевые сплавы МА-1, МА-8 [1]. Ребристые и штырьевые радиаторы изготавливают литьем или фрезерованием из сплошной заготовки. Чтобы увеличить теплоотдачу излучением поверхность радиатора окрашивают темной матовой краской или подвергают травлению и оксидированию с добавкой черного красителя- Для снижения теплового сопротивления контакта Rif рекомендуется обрабатывать поверхность радиатора, контактирующую с полупроводниковым прибором, с чистотой не ниже у 6; на контактную поверхность следует наносить вязкие вещества с хорошей теплопроводностью. Например, полиметилсилоксановыс жидкости с вязкостью от 200 до 1000 сСт (ПМС-200, 300, 500, 1000) снижают величину до 50%.

Не рекомендуется устанавливать изоляционные прокладки между корпусом полупроводникового прибора и радиатором. Целесообразно, когда это возможно, электрически изолировать радиатор от шасси РЭА, а полупроводниковый прибор крепить на радиаторе без изоляции. Если радиатор служит для охлаждения одного полупроводникового прибора, его следует располагать в центре радиатора. При размещении нескольких приборов на радиаторе их устанавливают так, чтобы тепловая мощность была равномерно распределена по поверхности радиатора.

При охлаждении радиатора за счет естественной конвекции воздушные каналы следует располагать вертикально. При обдуве каналы располагают по направлению движения воздуха.