Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
TermopastyTermopasty
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Czy to chłodzenie da rade z 4kW?

Doctore. 18 Mar 2016 15:04 3972 76
  • #31
    Doctore.
    Poziom 18  
    luke666 napisał:
    Przypominam, że przy takiej budowie bloku tranzystory na wylocie będą miały dużo gorsze warunki chłodzenia niż te na wlocie wody.

    No ile, 2*C?
    W poprzednim projekcie gdzie rurka miała 25cm długości i grubość ścianki 1mm to tranzystor na wylocie miał kilka C więcej niż ten na wlocie.
    Czujnik temperatury od zabezpieczenia termicznego był na tym gorętszym, wylotowym tranzystorze.
    Blok wodny do CPU ma grubość 3mm a finy 0,25mm i są niskie, jakieś 3-4mm.
    U mnie blok ma 5mm grubości oraz finy 1mm wysokie na 5mm.
    Ale w planach jest dołożenie drugiego takiego bloku, finami do siebie, najprawdopodobniej przylutowane.
    Dobrzy by było zrobić finy 0,5mm co 0,5mm, ale kto mi takie wyfrezuje w miedzi na głębokość 5mm???
    Co do chłodnic, taka od nagrzewnicy jest ok. 5 razy lepsza niż te komputerowe 3x120mm.
    @freebsd zbyt kłopotliwe to by było.
  • TermopastyTermopasty
  • #32
    adam_es
    Poziom 28  
    Zamiast rozbudować chłodzenie wodne, nie lepiej zamocować każdy tranzystor do radiatora tunelowego? Na przykład taki umożliwia dołączenie na wylocie rury wentylacyjnej i odprowadzenie powietrza na zewnątrz. Nie bez znaczenia jest też temperatura każdego tranzystora, dobrze by było podzielić chłodzenie na równoległe sekcje, aby tranzystory bliżej wylotu powietrza nie miały dużo wyższej temperatury, niż te przy wlocie.
  • #33
    Freddy
    Poziom 43  
    adam_es napisał:
    Na przykład taki umożliwia dołączenie na wylocie rury wentylacyjnej
    Rewelacja $27 x 20 tranzystorów = $550 :D.
    Dobre chłodzenie wodne , na zasadzie jak opisywałem na początku i sprawa załatwiona.
  • #34
    vodiczka
    Poziom 43  
    freebsd napisał:
    Blok wodny z tranzystorami można by zanurzyć w niewielkim naczyniu z olejem
    Skórka nie warta wyprawki. Porównaj jaki % ciepła zostanie odebrany przez olej a jaki przez wodę.
  • #35
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    To woda odbiera ciepło, i mimo dużej przewodności cieplnej miedzi, należy tę miedź postrzegać jako przeszkodę w przepływie ciepła z tranzystora do wody.
    Dlatego grubość ścianki (miedź) bloku wodnego powinna być jak najcieńsza, ale jest tu ograniczenie mechaniczne (płaskość/wytrzymałość/sztywność/sposób mocowania tranzystorów) - 1mm byłby OK.
    Pomysł "fantastyczny" - tranzystor pionowo w bloku (niekoniecznie miedzianym) tak, aby był zanurzony w wodzie (jego wkładka radiatorowa i część plastiku). Problemem byłoby uszczelnienie
  • #36
    elektronik999
    Poziom 26  
    Cześć,
    Przeczytałem ten post odnośnie zanurzenie tranzystora w oleju, może to nie jest jednak takie głupie i można było by to prosto wykonać.

    Można byłoby polutować mosfety do płyki PCB (coś a'la taśma LED) i wsadzić to do rury i chłodzić bezpośrednio olejem. Wyprowadzić tylko styki prądowe/sterowania i uszczelniając to. Cała łatwość polega na tym ze rury są bardzo tanie i łatwe w obróbce, łatwo będzie podpiąć do tego pompę i chłodnice. W zasadzie wykonanie takiego prototypu było by dość tanie, można sprawdzić możliwości.


    Oczywiście mając dostęp do CNC można zrobić to profesjonalniej ale koncepcja podobna. Tym sposobem unika się 2 rezystancji termicznych mosfet->blok wodny->medium chłodzące

    Ps: Można by użyć również wody destylowanej, która do póki jest czysta również nie przewodzi prądu
  • #37
    vodiczka
    Poziom 43  
    elektronik999 napisał:
    Wyprowadzić tylko styki prądowe/sterowania i uszczelniając to.
    Jeżeli ma być uszczelnienie/izolacja to jako chłodziwo wystarczy zwykła woda, nie olej i nie destylowana.
  • TermopastyTermopasty
  • #38
    elektronik999
    Poziom 26  
    vodiczka napisał:
    elektronik999 napisał:
    Wyprowadzić tylko styki prądowe/sterowania i uszczelniając to.
    Jeżeli ma być uszczelnienie/izolacja to jako chłodziwo wystarczy zwykła woda, nie olej i nie destylowana.


    Nie o to mi chodziło. Normalna długa płytka PCB, wytrawione 3 ścieżki i do tego dolutowane tranzystory mocy, to wszystko do rury z chłodziwem, bez elektro izolacji. Nie wiem jak z trwałością różnych lakierów izolacyjnych, ale jak by zastosować porządny lakier i zaizolować PCB oraz tranzystory to można by użyć zwykłej wody.

    Myślę, że to nie najgorszy pomysł ponieważ mało miejsca to zajmie oraz zapewnia dużo większą powierzchnie wymiany ciepła a koszt prototypu jest bardzo niski.
  • #39
    Doctore.
    Poziom 18  
    @trymer01, widać że w ogóle nie przeczytałeś pierwszego postu.
    Ale dla twojej wygody, napiszę trzeci raz.
    W poprzednim projekcie mosfety były przylutowane do rurki o grubości 1mm, efekt był taki że kilka mm dalej od tranzystora rurka była zimna, jak przepływająca wewnątrz woda, podczas gdy pad tranzystora miał prawie 70C.
    Wniosek jest prosty, 1mm to zbyt mało by dobrze rozproszyć ciepło.

    elektronik999 napisał:
    Można byłoby polutować mosfety do płyki PCB

    Aha, czyli przylutowanie mosfeta do miedzi o grubości 0,045mm to dobry pomysł a przylutowanie go do miedzi o grubości 5mm to zły pomysł...

    Cały pomysł z zastosowaniem oleju nie jest dobry ani łatwy w wykonaniu.

    elektronik999 napisał:
    Ps: Można by użyć również wody destylowanej, która do póki jest czysta również nie przewodzi prądu

    To ostatnie zdanie tylko potwierdza że kolega nie ma w ogóle pojęcia o czym pisze >.<

    vodiczka napisał:
    freebsd napisał:
    Blok wodny z tranzystorami można by zanurzyć w niewielkim naczyniu z olejem
    Skórka nie warta wyprawki. Porównaj jaki % ciepła zostanie odebrany przez olej a jaki przez wodę.

    Dokładne.

    Dodano po 11 [minuty]:

    Tak to wyglądało w poprzednim projekcie z przed kilku lat, można było wytracić jakieś 1,3kW:
    Czy to chłodzenie da rade z 4kW?
    A tutaj:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2627066.html
    wszyscy elektrodowiczowie pisali mi że się nie uda, że nie możliwe itd.
  • #40
    elektronik999
    Poziom 26  
    Cytat:

    elektronik999 napisał:
    Można byłoby polutować mosfety do płyki PCB

    Aha, czyli przylutowanie mosfeta do miedzi o grubości 0,045mm to dobry pomysł a przylutowanie go do miedzi o grubości 5mm to zły pomysł...
    Cały pomysł z zastosowaniem oleju nie jest dobry ani łatwy w wykonaniu.


    Ja się przy tym nie upieram ale chyba mnie nie zrozumiałeś, płytka w tym wypadku miała by być tylko jako podłączenie elektryczne. Wyeliminowana jest w tym wypadku rezystancja cieplna pomiędzy tranzystorem a blokiem, radiatorem. Tranzystor całą swoją powierzchnią oddawał by ciepło. Montaż jest banalny i łatwy. Co jest trudnego w włożeniu płytki z zamontowanymi tranzystorami do rury lub węzą (nawet zwykły gumowy) zalać to tym nieszczęsnym olejem transformatorowym, dodać chłodnice i pompkę i wszystko gotowe.

    Czy to chłodzenie da rade z 4kW?
  • #41
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    Doctore. napisał:
    @trymer01, widać że w ogóle nie przeczytałeś pierwszego postu.

    Przeczytałem, zapewniam Cię. I wiem o co chodzi, ale mam wrażenie, że Ty sam - już nie. Bo to co piszesz:
    Doctore. napisał:
    Wniosek jest prosty, 1mm to zbyt mało by dobrze rozproszyć ciepło.
    Doctore. napisał:
    Aha, czyli przylutowanie mosfeta do miedzi o grubości 0,045mm to dobry pomysł a przylutowanie go do miedzi o grubości 5mm to zły pomysł...

    nie warto komentować.
    Dlatego żałuję, że się tu odzywałem, bo po przeczytaniu postu tytułowego już 16.03 miałem zamiar się tu nie udzielać.
  • #42
    Doctore.
    Poziom 18  
    Obudowa tranzystora sama z siebie nie będzie w stanie wystarczająco oddać ciepła do oleju/wody.
    Skoro takie to łatwe, proste i tanie to czemu sam tego nie sprawdzisz?
    W ten sposób można wytracić max 80W
  • #43
    luke666
    Poziom 33  
    Doctore. napisał:
    luke666 napisał:
    Przypominam, że przy takiej budowie bloku tranzystory na wylocie będą miały dużo gorsze warunki chłodzenia niż te na wlocie wody.

    No ile, 2*C?
    W poprzednim projekcie gdzie rurka miała 25cm długości i grubość ścianki 1mm to tranzystor na wylocie miał kilka C więcej niż ten na wlocie.
    Czujnik temperatury od zabezpieczenia termicznego był na tym gorętszym, wylotowym tranzystorze.
    Blok wodny do CPU ma grubość 3mm a finy 0,25mm i są niskie, jakieś 3-4mm.
    U mnie blok ma 5mm grubości oraz finy 1mm wysokie na 5mm.
    Ale w planach jest dołożenie drugiego takiego bloku, finami do siebie, najprawdopodobniej przylutowane.
    Dobrzy by było zrobić finy 0,5mm co 0,5mm, ale kto mi takie wyfrezuje w miedzi na głębokość 5mm???
    Co do chłodnic, taka od nagrzewnicy jest ok. 5 razy lepsza niż te komputerowe 3x120mm.
    @freebsd zbyt kłopotliwe to by było.

    O ile gorsze? Nie umiem tego obliczyć, ale różnica będzie odwrotnie proporcjonalna do przepływu wody w bloku wodnym. Przy wspomnianym 1l/min i liniowym wzroście temperatury w bloku, pierwsze tranzystory od wlotu będą chłodzone wodą o temperaturze 25°C, a ostatnie wodą o temperaturze niemal 85°C. Oczywiście strumień cieplny jest proporcjonalny do różnicy temperatur, tak więc warunki chłodzenia ostatnich tranzystorów będą 2x gorsze od tych pierwszych.

    Czy mógłbyś wstawić zdjęcia chłodzenia zastosowanego w poprzednim projekcie?
    Jaka jest powierzchnia przekroju tej spłaszczonej rury, jaka jest temperatura wody na wlocie i wylocie, oraz przepływ w l/min?

    Co do budowy bloku wodnego, to krytyczna jest głównie powierzchnia oddawania ciepła. Sugerowałoby to więc, aby finy były jak najcieńsze i jak najgęściej upakowane. Niestety, małe odstępy pomiędzy finami powodują duże opory przepływu, a co za tym idzie spada prędkość wody w bloku (pamiętamy, że rezystancja cieplna bloku wodnego/radiatora maleje wraz ze wzrostem przepływu płynu który je chłodzi), więc trzeba to kompensować odpowiednią wydajnością pompy obiegowej.
    Sugerując porównanie Twojego bloku wodnego do bloków stosowanych w WC miałem na myśli powierzchnię wymiany ciepła - u Ciebie jest ona wielokrotnie mniejsza.

    Pomysł z zanurzeniem w oleju... to już lepiej byłoby dać drugi blok wodny i zrobić a'la kanapkę. Niestety, między tym drugim blokiem a tranzystorami będą występowały spore nierówności i drobne szczeliny powietrzne, więc trzeba by dać cienką odkształcalną podkładkę, np. sylikonową aby usprawnić odbiór ciepła. Kolejna sprawa, to ciepło wydziela się głównie na metalowej części obudowy, na której znajduje się struktura półprzewodnika. Reszta obudowy wykonana jest z jakiegoś plastiku, który niestety ma znaczną rezystancję cieplną w porównaniu do RthJC. Myślę, że w ten sposób można by odebrać dodatkowe 10% ciepła.

    Doctore. napisał:
    kilka lat temu zrobiłem regulowane obciążenie 1,3kW chłodzone wodą z kranika, mosfety sup57n20(x10) były przylutowane do miedzianej rurki fi 40mm(spłaszczona) a ścianka 1mm.
    Z tym chłodzeniem i przy 1,3kW obudowa mosfetów osiągała jakieś 90*C.

    Wg. datasheet ten tranzystor ma RthJC na poziomie 0,5°C/W. To oznacza, że aby rozproszyć te 130W, blok wodny (część "przypadająca" na jeden mosfet (zakładając temp. wody 20°C i temperaturę złącz 150°C) musiał mieć rezystancję cieplną <0,5 °C/W
    Rthr=(T2-T1)/P-RthJC=(150-20)/130-0,5=0,5°C/W
    Doctore. napisał:
    Jakiś czas temu robiłem testy, mosfet przylutowany do IHS procesora, a taki zestaw przymocowany(z pastą mx2) do radiatora od CPU, można było wytracić do 250W(wliczając rezystor 130mR w szeregu) przy zachowaniu SOA i maksymalnych temperatur z wystarczającym zapasem.
    Aby mocy nie zabrakło, by dla bezpieczeństwa ograniczyć się do 200W/mosfet, oraz by SOA nie ograniczało zbytnio, planuję zastosować 20 mosfetów.

    Jaka obudowa tranzystora? Jaka moc wydzielana na tym rezystorze? Aż ciężko uwierzyć w te 250W bez przekroczenia temperatury złącza ok. 175°C.
    Skoro sprawdziło się takie chłodzenie, to może po prostu zastosować 20 takich coolerów od procesorów? Wiadomo, że będzie w stanie odprowadzić odpowiednią ilość ciepła, gabarytowo nie będzie większe od rozbudowanego chłodzenia wodnego. Za ok. 20zł można kupić popularny cooler z miedzianym rdzeniem od Intela.
  • #44
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    Doctore. napisał:
    Obudowa tranzystora sama z siebie nie będzie w stanie wystarczająco oddać ciepła do oleju/wody.

    Nic nie rozumiesz. Nie jesteś w stanie zrozumieć nawet rad jakich Ci tu udzielono.
    Doczytaj o cieple, jego przepływie, rezystancji cieplnej itp - a nie spieraj się.
  • #45
    luke666
    Poziom 33  
    Wracając do korelacji pomiędzy przepływem wody przez blok wodny a rezystancją cieplną, tutaj są ciekawe informacje: http://www.customthermoelectric.com/Water_blocks.html
    Dla pewnego bloku wodnego, przy przepływie 0,2GPM (galon na minutę, galon≈3,8L) Rth=0,044°C/W, a przy 1,0GPM spada do 0,023°C/W.
    Tutaj wykres rezystancji cieplnej w funkcji przepływu dla tego bloku wodnego http://www.customthermoelectric.com/Water_blo...BA-1.62-0.55-CU-01%20thermal%20resistance.pdf
  • #46
    freebsd
    Poziom 37  
    Tylko nieśmiało przypomnę, że pomysł z olejem polegał na zanurzeniu bloku wodnego z tranzystorami w małym naczyniu z olejem. Tak więc olej nie był by pompowany, a chłodzony przez zanurzony w nim blok wodny. Większość energii miało by być odbierane przez blok wodny z przykręconymi do niego tranzystorami, a olej działał by tylko wspomagająco (wiem, że pojemność cieplna wody jest poza konkurencją).

    Tu jest ciekawa dyskusja o tranzystorach mocy, ponieważ moze warto jeszcze ten aspekt poruszyć:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=15475945#15475945
  • #47
    Doctore.
    Poziom 18  
    luke666 napisał:
    pierwsze tranzystory od wlotu będą chłodzone wodą o temperaturze 25°C, a ostatnie wodą o temperaturze niemal 85°C

    Brednie.
    Przeczytaj mój post który zacytowałeś.
    Napisałem tam że w poprzednim projekcie różnica temperatur na mosfetach była znikoma, a woda tym bardziej.

    luke666 napisał:
    Czy mógłbyś wstawić zdjęcia chłodzenia zastosowanego w poprzednim projekcie?

    Zrobiłem to kilka postów wyżej...

    luke666 napisał:
    Jaka jest powierzchnia przekroju tej spłaszczonej rury, jaka jest temperatura wody na wlocie i wylocie, oraz przepływ w l/min?

    Wcześniej już pisałem o wymiarach rurki, a pomiarów dotyczących temperatury wody nie robiłem.

    luke666 napisał:
    Jaka obudowa tranzystora?

    Taki z ciebie spec to na podstawie zdjęcia powinieneś wywnioskować co to za obudowa.

    luke666 napisał:
    Jaka moc wydzielana na tym rezystorze?

    Jakieś 7W.

    luke666 napisał:
    to może po prostu zastosować 20 takich coolerów od procesorów?

    Ich koszt wyniósł by 200zł(10zł/szt z alledrogo) do tego trzeba 20 wentylatorków, czyli kolejne 200zł, w sumie 400zł.
    Koszt chłodzenia wodnego które rozważam to jakieś 150zł.

    luke666 napisał:
    Za ok. 20zł można kupić popularny cooler z miedzianym rdzeniem od Intela.

    Ten cooler byłby kłopotliwy.

    trymer01 napisał:
    Doczytaj o cieple, jego przepływie, rezystancji cieplnej itp - a nie spieraj się.

    Coś podobnego już słyszałem w temacie w którym pytałem o ten pierwszy projekt, czyli "idź się ucz" "nie masz racji" "nie uda c się"

    luke666 napisał:
    Wracając do korelacji pomiędzy przepływem wody przez blok wodny a rezystancją cieplną, tutaj są ciekawe informacje: http://www.customthermoelectric.com/Water blocks.html
    Dla pewnego bloku wodnego, przy przepływie 0,2GPM (galon na minutę, galon≈3,8L) Rth=0,044°C/W, a przy 1,0GPM spada do 0,023°C/W.
    Tutaj wykres rezystancji cieplnej w funkcji przepływu dla tego bloku wodnego http://www.customthermoelectri...-01%20thermal%20resistance.pdf

    Omg, ok ok, dam mocną pompkę -,-

    freebsd napisał:
    pomysł z olejem polegał na zanurzeniu bloku wodnego

    No to blok czy laminat?
    Zdecyduj się...
    freebsd napisał:
    blok wodny z przykręconymi do niego tranzystorami

    Aha, czyli mosfet przykręcony do bloku to dobry pomysł, a mosfet przylutowany całym padem do tego bloku to zły pomysł...
    Gdybym nie przylutował tranzystora to by nie było 200W, a 50W.
    Ponieważ niezbyt duży pad termiczny tranzystora zostaje zwiększony jakieś 10x, parametr rthjc na poziomie 0,5C/W ulega sporej zmianie.

    freebsd napisał:
    Tu jest ciekawa dyskusja

    Poczytam.
  • #48
    freebsd
    Poziom 37  
    Doctore. napisał:
    Aha, czyli mosfet przykręcony do bloku to dobry pomysł, a mosfet przylutowany całym padem do tego bloku to zły pomysł...

    Hej, jakoś źle odczytujesz to co napisałem. Nie atakuje Ciebie, wręcz podglądam Twoje rozwiązanie. O przykręceniu tranzystorów napisałem z rozpędu - własnie próbuję zidentyfikować przykręcone tranzystory mocy Motoroli i chyba będę musiał prosić elektrodę o pomoc.
    Zresztą już napisałeś, że moja olejowa propozycja Ci nie odpowiada i OK :-) Tylko dyskusja potem się o tym rozwinęła, więc doprecyzowałem :-)
    Konkretnie proponowałem by dla wspomożenia chłodzenia (ewentualnie!) blok wodny z przylutowanymi (przeczytałem jak to rozwiązałeś) tranzystorami (i jak trzeba to z laminatem - nie wiem jak to rozwiążesz) zanurzyć w pudełku z olejem. Czyli cała modyfikacja polegała by na zanurzeniu Twojego rozwiązania (części odbierającej ciepło) w dodatkowym pudełku z olejem, tak by jeszcze odbierać ciepło z innych części obudowy tranzystora. Tak jak kiedyś tuningowano chłodzenie całych płyt głównych z procesorami: https://youtu.be/PtufuXLvOok
  • #49
    Doctore.
    Poziom 18  
    No to wtedy by była potrzebna kolejna chłodnica, kolejna pompka i kolejne wentylatory.
    PC zanurzone w oleju są wciąż robione.
  • #50
    luke666
    Poziom 33  
    Doctore. napisał:
    luke666 napisał:
    pierwsze tranzystory od wlotu będą chłodzone wodą o temperaturze 25°C, a ostatnie wodą o temperaturze niemal 85°C

    Brednie.
    Przeczytaj mój post który zacytowałeś.
    Napisałem tam że w poprzednim projekcie różnica temperatur na mosfetach była znikoma, a woda tym bardziej.

    Jak już cytujesz, to cytuj tak, by kontekst zdania się zgadzał. Napisałem wyraźnie:
    luke666 napisał:
    Przy wspomnianym 1l/min i liniowym wzroście temperatury w bloku, pierwsze tranzystory od wlotu będą chłodzone wodą o temperaturze 25°C, a ostatnie wodą o temperaturze niemal 85°C.

    Zaznaczyłem też, że:
    luke666 napisał:
    różnica będzie odwrotnie proporcjonalna do przepływu wody w bloku wodnym.


    Doctore. napisał:
    luke666 napisał:
    Czy mógłbyś wstawić zdjęcia chłodzenia zastosowanego w poprzednim projekcie?

    Zrobiłem to kilka postów wyżej...

    Warto czasem spojrzeć na czas dodania postu - nie pisze się go w kilka minut.

    Doctore. napisał:

    luke666 napisał:
    Jaka obudowa tranzystora?

    Taki z ciebie spec to na podstawie zdjęcia powinieneś wywnioskować co to za obudowa.

    Patrz akapit wyżej. Zresztą w tym projekcie mogłeś chcieć wykorzystać inne tranzystory np. w obudowie TO-247, która często ma lepsze możliwości odprowadzania ciepła.


    Widzę, że dalsza pomoc nie ma sensu, bo chęć pomocy nie jest doceniana przez autora. Wyszydzanie innych forumowiczów też jest zupełnie nie na miejscu. Szkoda czasu i klawiatury.
  • #51
    Doctore.
    Poziom 18  
    @luke666 cytuje tylko cześć by nie spamować cytując cały twój post, ktoś kto czyta moje cytaty twoich wypowiedzi wcześniej przeczytał cały twój post więc wiadomo o co chodzi.
    Podczas dobierania tranzystora w pierwszej kolejności były sprawdzane tranzystory w większych obudowach.
    Jednak wybór padł na to220, bo po prostu ten model miał odpowiednio duże Pd, temperaturę pracy, możliwość pracy w tym trybie oraz cena(sup57n20 to 8zł na tme).
    A jak by znalazł coś lepszego to by był lepszy o np. 50% a kosztował 100% więcej czyli lepiej by było dać dwa sup57n20.
    Nie zgadzam się z tobą odnośnie temperatur, bo przecież ja to wiem z praktyki, ty bazujesz na nieprecyzyjnych i dziwnych obliczeniach.
    Jakie masz doświadczenie w chłodzeniu i wydzielaniu takiej mocy na tranzystorach?
    Zrobiłeś coś ciekawego?

    Tak więc z grubsza zrobię tak:
    -Chłodzenie wodne
    -Tranzystory przylutowane do podwójnego bloku(za radą freddy-iego)
    -Dwie nagrzewnice(jedna na drugiej)
    -W miarę mocna pompa
    -Dwa wentylatory serwerowe 120mm(każdy 15W, odporne na wysokie temperatury)

    Nawet gdyby nie udało się osiągnąć tych 4kW, tylko np. 3kW, ze względu na temperatury, to też nie będzie końca świata.
    Później będzie można dać większą chłodnice, czy pompę.
    Przecież wiele urządzeń się od razu nie buduje, pierw powstaje kilka wersji.
  • #52
    Freddy
    Poziom 43  
    @Doctore. weź schowaj na kilka dni klawiaturę do szuflady, i przeczytaj rady i uwagi których Ci udzielono w tym temacie. - na spokojnie ze zrozumieniem. Jak już skończysz, zrób to jeszcze raz.
    Jeśli uda Ci się ta sztuka, to wyjmij klawiaturę z szuflady i dopiero wtedy pisz na niej.

    Nie potrafisz zrozumieć prostych zdań i rad których Ci tu udzielono.
  • #53
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    trymer01 napisał:
    To woda odbiera ciepło, i mimo dużej przewodności cieplnej miedzi, należy tę miedź postrzegać jako przeszkodę w przepływie ciepła z tranzystora do wody.
    Dlatego grubość ścianki (miedź) bloku wodnego powinna być jak najcieńsza, ale jest tu ograniczenie mechaniczne (płaskość/wytrzymałość/sztywność/sposób mocowania tranzystorów) - 1mm byłby OK.

    Miedź stawia opór na wskroś ale przewodzi wzdłuż zwiększając powierzchnie odbierania ciepła, można dobrać parametry tak aby korzystne efekty przeważały nad niekorzystnymi tak skonstruowane są stalowe obudowy TO-3 z wkładką miedzianą.
    Co do rezystancji termicznej grubego pucka miedzi nie będzie aż tak źle, miedź ma przewodność cieplną 400W/(m*K) więc przykładowo jeśli pomiędzy tranzystorem a radiatorem umieścimy sześcian o boku 1cm rezystancja termiczna wzrośnie o 0,25K/W, woda ma słabą przewodność cieplną 0,6W/(m*K) więc miedziany "heat spreader" bez wątpienia poprawi odprowadzanie ciepła.

    Doctore. napisał:
    Ponieważ niezbyt duży pad termiczny tranzystora zostaje zwiększony jakieś 10x, parametr rthjc na poziomie 0,5C/W ulega sporej zmianie.
    Rth(jc) nie ulega znaczącej zmianie zmienia sie tylko Rth(cr), zauważ że producenci półprzewodników mierzą Tc najkorzystniejszym dla nich miejscu a ty nie umieściłeś termopary dokładnie pod strukturą ;)
    Doctore. napisał:

    Aby mocy nie zabrakło, by dla bezpieczeństwa ograniczyć się do 200W/mosfet, oraz by SOA nie ograniczało zbytnio, planuję zastosować 20 mosfetów.

    Tjmax to nie jest temperatura w której tranzystor przestaje działać, to jest temperatura przy której producent uznał że niezawodność jest jeszcze akceptowalna, (ale nigdzie nie widziałem żeby podawali konkrety). Co oznacza że Tjmax mozna przekraczać, kilka razy widziałem jak tranzystor sie "wylutował" z płytki cyna zmieniła kolor na niebieski a tranzystor dalej był (w miarę) sprawny.
    R.J.Widlar konstruując wzmacniacz LM12 dopuścił temperaturę tranzystora 225°C, nikt kto wie o kim mowa nie napisze że nie wiedział co robi.
    Przypuszczam że wydzielając 200W przy temperaturze obudowy 90°C (nie zmierzyłeś tego w najcieplejszym punkcie) przekroczyłeś Tjmax, ale przecież to nie zbrodnia, wolno ci robić z twoimi tranzystorami co ci sie podoba.

    Ale gdy chwalisz sie osiągami i tym że zmieniłeś Rth(jc) wypadało by pomierzyć Tj na podstawie TSEP.
  • #54
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    jarek_lnx napisał:
    trymer01 napisał:
    To woda odbiera ciepło, i mimo dużej przewodności cieplnej miedzi, należy tę miedź postrzegać jako przeszkodę w przepływie ciepła z tranzystora do wody.
    Dlatego grubość ścianki (miedź) bloku wodnego powinna być jak najcieńsza, ale jest tu ograniczenie mechaniczne (płaskość/wytrzymałość/sztywność/sposób mocowania tranzystorów) - 1mm byłby OK.

    Co do rezystancji termicznej grubego pucka miedzi nie będzie aż tak źle, miedź ma przewodność cieplną 400W/(m*K) więc przykładowo jeśli pomiędzy tranzystorem a radiatorem umieścimy sześcian o boku 1cm rezystancja termiczna wzrośnie o 0,25K/W, woda ma słabą przewodność cieplną 0,6W/(m*K) więc miedziany "heat spreader" bez wątpienia poprawi odprowadzanie ciepła.

    Masz słuszność dla wody stojącej, gdzie odbiera ona ciepło i transportuje je dalej tylko przewodzeniem wody, ew. zachodzi niewielki ruch wody wywołany zmianą jej temperatury.
    Przy wymuszonym przepływie sytuacja ma się inaczej - niska przewodność cieplna wody traci na znaczeniu, a rezystancja termiczna radiatora pośredniego cały czas odgrywa rolę i psuje cały efekt.
    Jakie znaczenie ma przepływ wody ilustruje przykład kol. luke666 w poście nr 45. To dla bloku - a dla tranzystora zanurzonego wprost w cieczy ta zależność będzie jeszcze wyraźniejsza.
    Po prostu ciepło jest odbierane wprost z wkładki radiatorowej (dla tranzystora zanurzonego wprost w wodzie) i natychmiast unoszone dalej ruchem cieczy, powierzchnia tranzystora cały czas "widzi" świeżą - zimną ciecz.
    Myślę, że ten efekt umyka kolegom, podobnie jak fakt, że w dodatku zmniejsza się wtedy Rthjc - bo cała pow. wkładki radiatorowej jest chłodzona (omywana wodą), podobnie jak i plastik obudowy.
    I tylko tym sposobem można rzeczywiście zmniejszyć Rthjc (chociaż niewiele), a nie jak pisze autor tematu:
    Doctore. napisał:
    niezbyt duży pad termiczny tranzystora zostaje zwiększony jakieś 10x, parametr rthjc na poziomie 0,5C/W ulega sporej zmianie.

    co wskazuje na niezrozumienie zjawisk.
    Mógłby ktoś zapytać o co tu kruszyć kopie, skoro taki klocek miedzi jak podałeś zwiększy Rthjc tylko o 0,25K/W. Przy rozpraszaniu mocy rzędu 200W całkowity Rth to ok. 0,6K/W (a nawet mniej bo trudno oczekiwać, że temp. wody po wyjściu z chłodnicy będzie zbliżona do temp. powietrza, które może mieć nawet 35-40stC) - dlatego wartość 0,25K/W to ogromna zapora dla ciepła! bo przecież Rthjc tranzystora wynosi 0,5K/W, (a gdzie jeszcze Rthcs ?) więc widać z tych prostych rachunków że "się nie da", albo Tj jest sporo powyżej 200stC.
    To jest "stąpanie po cienkim lodzie", na granicy parametrów gdzie najmniejszy błąd/pominięcie grozi "puszczeniem dymu". Np. lutowanie tranzystorów do radiatora - owszem, ale trzeba zadbać o dobrą płaskość powierzchni, aby ilość cyny pomiędzy nimi była jak najmniejsza (przewodność cieplna lutowia jest ok. 8 razy gorsza niż miedzi), lutowanie do grubego bloku grozi przegrzaniem złącza i plastiku obudowy...
    jarek_lnx napisał:
    Miedź stawia opór na wskroś ale przewodzi wzdłuż zwiększając powierzchnie odbierania ciepła, można dobrać parametry tak aby korzystne efekty przeważały nad niekorzystnymi tak skonstruowane są stalowe obudowy TO-3 z wkładką miedzianą.

    Ze zwiększeniem powierzchni masz rację (o czym wyżej, ale to traci na znaczeniu przy przepływie cieczy), z obudowami TO-3 chyba jednak nie.
    Obudowa TO-3 wyewoluowała z obudów typu TO-36, TO-57 itp (podobnych do P2xx sowieckich) jako okrągły kapelusz gdzie dorobiono "uszy" do mocowania co było bardzo praktyczne bo unikało się centralnej śruby czy osobnego kołnierza dociskowego. Wkładkę miedzianą stosowano tylko w niektórych typach aby obniżyć Rthjc (przewodność cieplna miedzi jest większa od aluminium czy stali). Typowe Rthjc dla obudów TO-3 stalowych to 1,5K/W, aluminiowych - ok. 1K/W, z wkładką miedzianą - ok. 0,7K/W.
    Teraz najważniejsze - mimo dużej obudowy - wielkiego kawałka metalu o dużej powierzchni styku z radiatorem w obudowach TO-3 nie dało się zejść z Rthjc poniżej 0,7K/W (dla pojedynczych struktur), podczas gdy maleńka wkładka radiatorowa TO-220 umożliwia Rthjc poniżej 0,5K/W. To wiele mówi - że powierzchnia styku ma niewielkie znaczenie, o wiele ważniejsza jest przewodność cieplna pomiędzy złączem o powierzchnią styku obudowy - czyli jak najmniejsza grubość tej płytki, i rodzaj materiału.
    Inaczej - w obudowie TO-3 tak naprawdę ciepło do radiatora przekazuje tylko dolna środkowa - centralna część obudowy, i producenci o tym wiedzą bo tam ewent. stosowali wkładki miedziane.

    Oczywiście wszystko to dotyczy sytuacji gdzie jest spory przepływ cieczy, bo można wyobrazić sobie konstrukcję gdzie radiator pośredni poprawi sytuację (mały przepływ cieczy) albo wręcz postawioną na głowie - kiepską konstrukcję np. woda bez przepływu, tranzystor w niewielkiej przestrzeni u góry zbiornika - ciepła woda nie ma się gdzie przemieścić i pozostaje tylko przewodnictwo cieplne wody i ścianek zbiornika - tam radiator pośredni jest konieczny.
  • #55
    Doctore.
    Poziom 18  
    Freddy napisał:
    @Doctore. weź schowaj na kilka dni klawiaturę do szuflady, i przeczytaj rady i uwagi których Ci udzielono w tym temacie. - na spokojnie ze zrozumieniem. Jak już skończysz, zrób to jeszcze raz.

    Ty właśnie odwrotnie, wyjmij klawiaturę z szuflady i napisz, o co ci w ogóle teraz chodzi?
    Czego konkretnie nie zrozumiałem?

    jarek_lnx napisał:
    Rth(jc) nie ulega znaczącej zmianie

    Chodziło mi o to że nie można liczyć przylutowanego tranzystora jak tranzystora przykręconego z silpadem albo pastą.

    jarek_lnx napisał:
    Miedź stawia opór na wskroś ale przewodzi wzdłuż zwiększając powierzchnie odbierania ciepła

    No właśnie mi o to chodziło.

    jarek_lnx napisał:
    Tjmax to nie jest temperatura w której tranzystor przestaje działać, to jest temperatura przy której producent uznał że niezawodność jest jeszcze akceptowalna

    To właśnie chce zachować.
    Ewentualna wymiana jednego tranzystora to konieczność grzania wszystkich tranzystorów, ponowne grzanie naraża pozostałe 19 na uszkodzenie, więc jeden uszkodzony to możliwość uszkodzenia wszystkich 20, które w sumie kosztują prawie 200zł.

    jarek_lnx napisał:
    Przypuszczam że wydzielając 200W przy temperaturze obudowy 90°C (nie zmierzyłeś tego w najcieplejszym punkcie) przekroczyłeś Tjmax

    Podczas obciążania mocą 250W mierzyłem tranzystor miernikiem IR, nie pamiętam dokładnych temperatur ale było jakieś 150C(struktura) a obudowa/pad, mierzone termoparą, jakieś 100-110C.
    Ale jak pisałem wcześniej, bezpieczniej jest zostać przy 200W.

    trymer01 napisał:
    trzeba zadbać o dobrą płaskość powierzchni, aby ilość cyny pomiędzy nimi była jak najmniejsza

    Nie bez powodu chce to dać na CNC...

    trymer01 napisał:
    lutowanie do grubego bloku grozi przegrzaniem złącza i plastiku obudowy...

    Powiedź to pierwszemu wykonawcy tego projektu który tranzystory do miedzianej rurki lutował palnikiem :D

    @trymer01 skoro tak mocno jesteś przekonany że włożenie tranzystora bezpośrednio do wody jest najlepszym rozwiązaniem mogę to sprawdzić.
  • #56
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Cytat:
    Podczas obciążania mocą 250W mierzyłem tranzystor miernikiem IR, nie pamiętam dokładnych temperatur ale było jakieś 150C(struktura) a obudowa/pad jakieś 100-110C.
    Ale jak pisałem wcześniej, bezpieczniej jest zostać przy 200W.

    Mam rozumieć że zrobiłeś dziurę w obudowie tak aby pirometr widział strukturę?
    Z moich doświadczeń z pomiarami kamerą termowizyjną wynika że trudno uzyskać dokładne rezultaty, w takim pomiarze masz kilka różnych materiałów o różnych współczynnikach emisyjności które znamy tylko orientacyjnie, jeśli używasz pirometru to nawet dokładnie nie wiesz dokładnie które obiekty uśrednił.
    Cytat:

    lutowanie do grubego bloku grozi przegrzaniem złącza i plastiku obudowy...

    Cytat:
    Powiedź to pierwszemu wykonawcy tego projektu który tranzystory do miedzianej rurki lutował palnikiem :D
    Palnik nie jest złym narzędziem jeśli zostanie umiejetnie użyty, takiego dużego bloku miedzi nie nagrzeje sie lutownicą, do tego potrzeba dużej mocy, jak zamontujesz termoparę od multimetru to nawet palnikiem możesz polutować zgodnie z zalecanym przez producenta tranzystora profilem lutowania, a jeśli bedzie za wolno stygł to przyśpieszysz niewielką ilościa wody (ale nie wolno chłodzic za szybko).

    Napiszę dla tych co będą zrzędzić - palnikiem grzejemy po przeciwnej stronie niz ta po której lutujemy tranzystory :)
  • #57
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    Już po czasie przyszedł mi do głowy inny sposób tłumaczenia; co oznacza parametr "Maximum Power Dissipation (Tc=25stC) = 300W" ?
    To moc maksymalna w warunkach utrzymania temp. Tc (obudowy - t.j. powierzchni wkładki radiatorowej TO-220)=25stC. Tak więc cała różnica temperatury Tj-Tc=175-25=150stC odkłada się na Rthjc. To oznacza chłodzenie idealne, praktycznie nie do uzyskania - można by próbować ciekłego azotu itp).
    Ale odpowiedni przepływ wody omywającej bezpośrednio zanurzony w niej tranzystor jest najbardziej zbliżony do chłodzenia idealnego - powierzchnia wkładki radiatorowej może nie będzie mieć tej samej temp. co woda, ale na pewno zbliżoną. Dlatego to nie umożliwi tracenia mocy 300W, ale te 200w jest do pomyślenia (przy zachowaniu Tjmax).
    Przy okazji - jeśli w Twoim sposobie ów blok miedziany (radiator pośredni) miałby Rth=0,25stC/W (jak liczy to kol. jarek_lnx) to przy mocy 200W na tej ściance radiatora powstanie różnica temperatur 50stC, na Rthjc tranzystora - 100stC i woda musiałaby mieć cały czas 25stC (aby Tj nie przekroczyła 175stC) - to nie jest możliwe. Czy nie widzisz strat na tym radiatorze? (50stC) ?
    A wystarczy zapewnić odpowiedni przepływ wody omywającej bezpośrednio zanurzony w niej tranzystor aby praktycznie utrzymać tę samą temp. obudowy tranzystora (chłodzonego bezpośrednio wodą) co w Twoim sposobie gdzie byłaby to temperatura radiatora w wodzie. Zyskujesz te 50stC.
    Doctore. napisał:

    jarek_lnx napisał:
    Rth(jc) nie ulega znaczącej zmianie

    Chodziło mi o to że nie można liczyć przylutowanego tranzystora jak tranzystora przykręconego z silpadem albo pastą.

    Nie zrozumiałeś?
    Kol. jarek_lnx negował Twoje stwierdzenie, iż:
    Doctore. napisał:
    Ponieważ niezbyt duży pad termiczny tranzystora zostaje zwiększony jakieś 10x, parametr rthjc na poziomie 0,5C/W ulega sporej zmianie.

    Generalnie to jest nieprawda, zwłaszcza w płynącej wodzie, wyjaśniam to w poście nr 54.
    Nikt tam (ani Ty ani jarek_lnx) nie pisał o paście, nie chodziło o lutowanie - jeśli wreszcie zrozumiałeś że jesteś w błędzie to przyznaj to albo pomiń milczeniem ale nie zakręcaj dyskusji.
    Doctore. napisał:
    Chodziło mi o to że nie można liczyć przylutowanego tranzystora jak tranzystora przykręconego z silpadem albo pastą.

    Oczywiście, że nie można, ale też nie można beztrosko pomijać Rth warstwy cyny, bo chociaż to znikoma wartość, to wobec bardzo małej całkowitej Rth całości (rzędu 0,6K/W) nawet 0,05K/W ma duże znaczenie - piszę o tym wyżej. A Ty pomijasz tę wartość.
    Doctore. napisał:
    Podczas obciążania mocą 250W mierzyłem tranzystor miernikiem IR, nie pamiętam dokładnych temperatur ale było jakieś 150C(struktura) a obudowa/pad, mierzone termoparą, jakieś 100-110C.

    Albo fantazjujesz albo nie wiesz co robisz.
    Jakim miernikiem? - mierzyłeś Tj ? - w czasie obciążenia? - to jakieś bzdury są. Temperatury złącza nie da się mierzyć żadnym "miernikiem", tu musi być zastosowana specjalna metoda i odpowiedni sprzęt, a każdy pomiar Tc zewnętrznym czujnikiem jest obarczony ogromnym błędem (na "minus"). Zresztą dowodzą tego Twoje dane: Tj=150stC, Tc=100stC, P=200W - to oznacza że na Rthjc była różnica temperatur ok. Tj-Tc=50stC, a przecież powinna być P x Rthjc=200 x 0,5=100stC.
    Doctore. napisał:
    @trymer01 skoro tak mocno jesteś przekonany że włożenie tranzystora bezpośrednio do wody jest najlepszym rozwiązaniem mogę to sprawdzić.

    Jeśli nie zrozumiałeś mego całego wywodu to lepiej nie rób takich prób. Po opisie tych pomiarów napiszę - nie rób ich.
  • #58
    Doctore.
    Poziom 18  
    jarek_lnx napisał:
    Mam rozumieć że zrobiłeś dziurę w obudowie tak aby pirometr widział strukturę?

    No nie.
    Ale jak w domowych warunkach bez profesjonalnego sprzętu miałbym lepiej zmierzyć temperaturę struktury?
    Z tego co mi pewna osoba pisała to miernik IR "przebija" się przez plastikową osłonę.
    Czy to prawda, nie wiem.

    Co do lutowania, to przecież o tym wiem, bo przecież już to robiłem, nie raz.
  • #59
    trymer01
    Moderator Projektowanie
    Doctore. napisał:
    Ale jak w domowych warunkach bez profesjonalnego sprzętu miałbym lepiej zmierzyć temperaturę struktury?

    To niemożliwe, a na pewno trudne i skomplikowane
    Ale problem jest w tym, że robisz nieprawidłowe pomiary, wyniki z grubym błędem uznajesz za prawidłowe co prowadzi Cię na manowce.
    Znając moc traconą i mierząc temp. obudowy (ale nie na wierzchu wkładki ale na styku wkładki i radiatora - co również nie jest łatwe) obliczasz deltaT a znając Rthjc obliczysz Tj (oszacujesz).
  • #60
    Doctore.
    Poziom 18  
    trymer01 napisał:
    To niemożliwe, a na pewno trudne i skomplikowane

    No właśnie, więc nie czepiajcie się...
    Ale co by nie było, to nie przekraczanie 100C na obudowie nie powoduje spalenia tranzystora, to jest pewne.
    @trymer01 może masz jakieś propozycje co do przeprowadzania testu temperatur tranzystora zanurzonego w wodzie?