2.2. Расчёт площади теплоотвода и числа параллельно включаемых транзисторов

Рассмотрим расчёт площади радиатора в виде плоской пластины и числа параллельно включенных транзисторов для следующих исходных данных:

Pкmax = 6 Вт

транзисторы марки КТ816А (КТ817А)

Т˚п.доп = 150 ˚С

Кт = 0,0015 Вт/см²· град

Rкт = 0,5 ˚С/Вт

Rкс = 95 ˚С/Вт

Т˚с.в. = 60 ˚С

Rпк = 5 ˚С/Вт

Кз = 0,8

Определяем область допустимых значений:

т.е. 10>N>1.

Результаты расчётов QтN(N) и Qг(N) в виде графиков показаны на рис.2.1, из которого следует, что Nopt 9. Полученное значение Nopt необходимо округлить до ближайшего целого либо в меньшую сторону. При округлении в большую сторону следует учитывать, что площадь радиатора будет соответственно равна Qг, так как Qг>QтN. Поэтому целе-сообразно округлить значение Nopt в большую сторону, приняв Nopt = 9. При этом площадь плоского радиатора и каждый из параллельно включенных транзисторов будет рассеивать 0,7 Вт.

Рис. 2.1

Требующееся значение теплового сопротивления для рассматриваемого типа транзисторов:

4,778

,

где - поверхность, занимаемая одним прибором = 0,858(см²)

Исходя из изложенных выше рекомендаций, учитывая прежде всего уменьшение числа параллельно включенных транзисторов и относительное изменение площади теплоотвода, окончательно принимаем N=2, при котором площадь пластины QтN=77,016 см² и каждый из параллельно включенных транзисторов рассеивает мощность 2,5 Вт.

Однако теплоотвод в виде пластины при необходимости рассеивания больших мощностей оказывается неприемлемым из-за существенных массогабаритных показателей. Поэтому для улучшения конструктивных свойств теплоотвода удобно увеличивать его поверхность за счет ребер. Наиболее простым в изготовлении является теплоотвод, устройство которого показано на рис. 2.2

Применение теплоотвода в форме куба с профрезерованными ребрами позволяет существенно уменьшить размеры основания радиатора. В этом случае площадь основания теплоотвода будет

Проведём расчёт конструкции ребристого теплоотвода для следующих исходных данных:

мощные транзисторы марки КТ816А (КТ817А), которые имеют площадь основания (габа- ритная площадь): ;

рассеиваемая транзистором мощность: ;

тепловое сопротивление между корпусом транзистора и теплоотводом: ;

тепловое сопротивление переход-корпус ;

допустимая температура перехода ;

число параллельно включённых транзисторов:;

площадь основания плоского радиатора QтN=77,016 см² была определена в предыдущем примере. Из рекомендаций, приведённых выше, принимаем площадь основания ребристого радиатора .

Возможны два инженерных решения по конструированию радиатора:

- размещение нескольких (в рассматриваемом случае двух) параллельно включаемых транзисторов на одном радиаторе;

- размещение каждого из параллельно включаемых транзисторов на отдельном радиаторе. При этом полученную площадь основания, так же как и рассеиваемую мощность, следует разделить на число параллельно включаемых транзисторов.