logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Praktyka Cz. I: Radiatory i chłodzenie. Zawodowcom wstęp wzbroniony!

398216 Usunięty 11 Paź 2022 20:23 3681 60
  • Dziś nieco inaczej niż dotychczas. Dziś spróbuję poględzić troszkę o czymś co (jak można się przekonać po niektórych projektach DiY) stanowi czarną magię i nie do końca rozumiana jest jego waga. Dziś pomówię (popiszę???!?) o chłodzeniu.
    Nie będzie obrazków, więc należy się skupić na treści - w razie wątpliwości co do zrozumienia proszę o przeczytanie ponownie.

    Po co stosuje się radiator?

    Po to by rozproszyć większość ciepła jakie wytwarza się w jakimś elemencie (zespole elementów) do bezpiecznej temperatury przedłużając w ten sposób życie całego urządzenia.

    To jest mniej więcej jasne chyba dla każdego.
    Niestety mniej więcej tylko "chyba" i tylko "dla każdego". Czemu? Bo jak inaczej nazwać pomysł wymiany sprawnego rezystora 5W na nowy rezystor 5W o takiej samej oporności? A takie kwiatki już na forum widziałem.
    A wystarczy pomyśleć...
    Skoro rezystor się grzeje to znaczy że wytraca się na nim jakaś moc. A jeżeli rezystor ma aż 5W to raczej nie bez przyczyny wstawiono tam taki - droższy i zajmując zdecydowanie więcej miejsca - niż np. typowy rezystorek 1/4W? Najwidoczniej (parafrazując klasyka) "musi się grzać, więc nie bądź Pan głąb..."
    No dobrze, ale pod rezystorem po latach laminat traci kolor, cyna zaczyna się utleniać, kruszeć... Niestety, ale takie jest prawo dżungli... Jak coś się grzeje to jest ciepło, a podwyższona temperatura ZAWSZE przyspiesza proces destrukcji - w tym wypadku laminatu.
    Co robić w takim wypadku?
    Przeważnie wystarczy usunąć (odessać) starą cynę, oczyścić pady i polutować na nowo ORYGINALNY rezystor (o ile sprawny - jego kolor przeważnie nie ma znaczenie - ważna jest oporność) stosując nieco więcej cyny niż w wypadku innych elementów. Jeśli to możliwe dobrze jest wlutować taki rezystor na możliwie długich nogach - tak by był oddalony od powierzchni płytki. Druciki wyprowadzeń służą częściowo za namiastkę radiatora, a przy okazji większa odległość od płytki zmniejsza jej (płytki) nagrzewanie. Problem jest wówczas gdy element (rezystor lub t.p.) jest duży i ciężki. Trzeba się liczyć z możliwością jego urwania od drgań - jednak spora stosunkowo masa na długim cienkim drucie łatwiej wpada w drgania. Co wtedy? Jest i tu kilka sposobów. Jednym z nich jest wyprofilowanie nóżek w taki sposób by opierały się częściowo o powierzchnię płytki. Większa powierzchnia styku to mniejsza możliwość drgań. Taki patent można wykonać jedynie w wypadku gdy mamy element z długimi wyprowadzeniami - najczęściej nowy. W wypadku starego elementu z krótszymi wyprowadzeniami możemy na nóżki założyć koraliki ceramiczne (czasem jeszcze dostępne z demontażu starych spiral grzejnych) jakie stosowano na wyprowadzeniach elementów grzejnych starszych kuchenek elektrycznych. Długość koralika(ów) należy dobrać tak, by dociśnięty element do płytki pozostawał w możliwie dużej (1cm ok,.) odległości od PCB a dopiero taki dociśnięty element lutować. Dzięki temu element oprze się na takiej konstrukcji również zmniejszając swoje zapędy do drgania.
    A czemu w ogóle się grzeje? Bo - jak już pisałem - musi. Tego typu rezystory stosuje się np. w wypadku prostego uzyskania napięć stabilizowanych do zasilania przedwzmacniacza wykorzystując napięcie zasilania stopni mocy (częsta praktyka we wzmacniaczach gitarowych). Prościej i taniej niż wstawiać transformator z dodatkowymi uzwojeniami, ale pozostaje w zamian problem z ciepłem. Na takich rezystorach musi się bowiem wytracić różnica napięcia między tym zasilającym stopień mocy a potrzebnym do przedwzmacniacza. Przykładowo - mamy końcówkę zasilaną z napięć +/- 40V a przedwzmacniacz musi być zasilany napięciami +/- 15V - 40-15=25V. W zależności od pobieranego przez układ PW (przedwzmacniacza) prądu moc strat może sięgać nawet 4W w jednej gałęzi zasilania! To sporo, zwłaszcza biorąc pod uwagę konstrukcję takiego wzmacniacza, w której cyrkulacja powietrza jest dość mocno ograniczona.
    No właśnie...

    Cyrkulacja powietrza a radiator


    Nie wiem czym jest to spowodowane ale (w poruszanej wcześniej części konstrukcji amatorskich) Autorzy zapominają o tym, jakże ważnym, elemencie. Owszem - jest wzmacniacz, jest radiator na grzejącym się elemencie, ale co z tego skoro obudowa albo szczelna niczym termos, albo ewentualnie otwory wentylacyjne są, ale ... tylko w górnej ściance? Jak wygląda cyrkulacja powietrza w takiej obudowie? Ciepłe powietrze unosi się do góry - to wszyscy (?) wiemy z Fizyki, ale w miejsce tego powietrza musi wejść powietrze chłodniejsze - SKĄD?
    Każdy chyba wie co to jest dobry "cug" w piecyku węglowym czy na drewno. Musi być otwarty dopływ powietrza do paleniska i dopiero wówczas cały dym (a i czad przede wszystkim!) jest - jako znacznie cieplejszy - unoszony poprzez komin do góry. We wzmacniaczu czy innym urządzeniu jest podobnie. Musi być dopływ chłodnego powietrza by to ciepłe mogło swobodnie wyemigrować z radiatora i później z obudowy.
    O ile jeszcze mamy do czynienia z mocami strat rzędu kilku W - nie ma problemu. Przy metalowych ścianach obudowy (szczególnie jeśli to aluminium) nie ma problemu - ciepło ogrzeje ścianki, a te z kolei zostaną schłodzone opływem powietrza na zewnątrz obudowy.
    Gorzej gdy moce te sięgają kilkunastu czy nawet kilkudziesięciu W! Jako ćwiczenie do domu proponuję sprawdzić jaką temperaturę osiągnie po 10 minutach powierzchnia żarówki (ze spiralką oporową wewnątrz) mocy np. 40W. Parzy? No właśnie. Mamy w ten sposób jakieś wyobrażenie jak bardzo dużo ciepła może się wewnątrz wzmacniacza wydzielić. A skoro tak, to czemu nie zadbać o ułatwienie wymiany ciepła do otoczenia? Przecież każdy element elektroniczny odwdzięczy się nam dłuższą bezawaryjną pracą.

    Tak więc mamy radiator...


    W dodatku wiemy już, że wypada zadbać by miał on jakiś "lufcik" pod spodem a i "szyber" nad sobą (lub odwrotnie - zdun ze mnie żaden) - a nie w drugim końcu obudowy....
    Droga chłodzącego powietrza musi być możliwie krótka i baz zbędnych zakrętów - utrudniających przepływ.

    A czy kształt radiatora ma znaczenie?


    No jasne, że ma. I to bardzo ma.
    Wiemy już że ciepłe powietrze siłą konwekcji unosi się do góry i że najlepiej jeśli mu się tego nie utrudnia. A z tego wynika, ze żebra radiatora muszą być wzdłuż strug płynącego powietrza. Nie w poprzek bo to zdecydowanie pogorszy wymianę ciepła; powietrze nie ma wówczas szans wniknięcia w głąb żeberek; zostanie zmuszone do zawirowań i co najwyżej "liźnie po wierzchu" szczyty żeberek - większa część radiatora nie bierze udziału w chłodzeniu!.

    Jak dobierać wielkość radiatora w zależności od mocy strat?


    Tu będę chamski... :) Zamiast jednoznacznej odpowiedzi odeślę Was do sieci. Przy odrobinie zaangażowania można tam znaleźć (wiem, sprawdziłem) odpowiednie wzory i przeliczniki.
    Ze swej strony przypomnę, że wśród dostępnych na rynku radiatorów każdy ma przynależny do jego długości (jeśli cięty z metra) lub typu/kształtu parametr oznaczony jako OPORNOŚĆ TERMICZNA. To ważny parametr i zawsze dobrze jest sprawdzić jaki typ/wielkość radiatora będzie najodpowiedniejszy no i oczywiście zdolny określoną iliość ciepła odprowadzić z grzejących się elementów.

    Dla leniuchów jest też droga na skróty...


    Część kształtów radiatorów z góry narzuca jego zastosowanie - np. są radiatorki dopasowane do obudów TO220 - w dodatku o różnych długościach - od krótkich (idealne do rozproszenia nie więcej niż 2-3W) po najdłuższe mogące sobie poradzić nawet z 6 W mocy strat. Czy taki tranzystor przymocowany do takiego radiatora będzie zimny? Nie, nie ma takiej możliwości. Bedzie chłodniejszy, na tyle by móc spokojnie pracować długie lata. Spotkałem się z opinią, że nawet niektóre tranzystory LUBIĄ pracować z temperaturą ok. 60*C - podobno wtedy mają najładniejsze brzmienie... :) No nie, żarty na bok. Owszem temperatury zbić całkiem się nie da, ale na pewno im bardziej będzie zbliżona do pokojowej tym lepiej. Nie tylko dlatego, że laminat się przegrzewa, ale dlatego, że będzie taki tranzystor (czy układ scalony) pracować w bardziej komfortowych warunkach i w razie "W" zdoła przetrzymać chwilowy upał (np. Żona położyła na wzmacniaczu serwetkę a nań kwiatek w doniczce :) )

    Skąd pozyskać radiatory?


    Amator - może się posiłkować radiatorami (jak i innymi częściami) z odzysku - z demontażu starych, uszkodzonych płyt sprzętów itp. Osobiście np. pozyskałem kilkanaście bardzo fajnych radiatorów pod układy scalonych wzmacniaczy mocy przy okazji "czyszczenia magazynu" serwisu w którym pracowałem ze starych, trzymanych "na części" odbiorników TV. Obecnie nie ma zresztą większego problemu z zakupem - nawet można zamówić wybrany kształt cięty na wymagany przez nas wymiar. Daje to naprawdę wielkie ułatwienie podczas projektowania własnego sprzętu - poza tym taki fabryczny radiator wygląda znacznie lepiej niż powyginany kawałek blachy... ;)
    OK. A co z radiatorami pozyskanymi ze starego sprzętu komputerowego?
    Tu trzeba wiedzieć, że radiator radiatorowi nie równy. Nie każdy może bowiem pracować poprawnie w każdym zastosowaniu.
    O położeniu samych żeberek już pisałem, ale nie tylko o to tu chodzi:

    Radiatory pozyskane z komputera


    Miałem swego czasy taki przypadek z projektem znajomego. W swoim wzmacniaczu do chłodzenie końcówki mocy (TDA7294) użył radiatora z jakiegoś "Pentjuma" - czyli charakterystyczny radiator w kształcie gęsto ponacinanego "pucka" z aluminium. Nie mógł przez dłuższa chwilę pojąć czemu twierdziłem że jego wzmacniacz dlatego nie osiąga pełnej mocy że zastosował zły radiator.:
    "Jak to zły? W oryginale pracował z procesorem który wydzielał prawie 60W a tu (w Jego wzmacniaczu) moc strat nie sięga nawet połowy tej wartości".
    Owszem, ale w oryginale miał zamocowany wentylator, a w dodatku nie wiem czy zauważyłeś jak małe są odległości pomiędzy żeberkami?
    "To wentylator tak dużo daje?"
    Oj daje, daje... i znacznie więcej niż mógłbyś się spodziewać.

    Tu ciekawostka - dość dawno temu "popełniłem" konstrukcję wzmacniacza o mocy 200W na tranzystorach KD 503 w której (częściowo dla potwierdzenia swoich wyliczeń) zastosowałem dla każdego KD radiator wielkości... pudełka od zapałek.
    Radiatory były ustawione w rodzaj tunelu w taki sposób, że wystarczał jeden wentylator średnicy 6 cm(!) by skuteczni odprowadzić nadmiar ciepła z tak maleńkich (w stosunku do ilości traconej mocy) radiatorów. Podczas obciążenia wzmacniacza nominalną mocą przy (co oczywiste) włączonym chłodzeniu aktywnym na max (wentylator na 12V dostawał coś ok. 12,5V) tranzystor nie osiągał większej temperatury niż 60°C...

    Ponadto, co nie dla każdego jest oczywiste, radiator taki (do procesora) MUSI pracować z aktywnym chłodzeniem (wymuszonym przepływem powietrza) ze względu właśnie na wąskie szczeliny pomiędzy żeberkami. Powietrze by skutecznie schładzać żeberka radiatora musi mieć luz. Naprawdę. Nie wiem dokładnie na czym to polega, jedynie gdzieś wyczytałem, że takie nagrzane powietrze "klei się" do powierzchni żeberek w ten sposób dodatkowo utrudniając swobodny przepływ.
    Tak więc - tego typu radiatory - owszem, ale z dedykowanymi wentylatorami. W innym wypadku zamiast zyskać stracimy - miejsce, i ew. chłodzone w ten sposób elementy...
    No w porządku, a co z radiatorami klejonymi lub mocowanymi specjalnymi dociskami do procesorów na płytach grafiki?
    Chyba też każdy wie o co chodzi. To są takie niewielkie stosunkowo radiatorki o wielkości ok. 4x4 cm z żeberkami wysokości max 1 cm w różnych śliczniusich kolorkach. Często z dedykowanym (wykorzystującym radiator jako element nośny ) wentylatorkiem.
    Kolor jak kolor... jak ktoś lubi różowe radiatory nie ma w tym nic złego. W tym wypadku nie koniecznie o wygląd chodzi a bardziej o chłodzenie jakiegoś elementu... Te radiatory występują "sote" (same - bez wentylatora) lub też z wentylatorem. Trudno określić ich Rth (oporność termiczną) na oko. Można porównywalnie ocenić że sam taki radiator wystarczy do pracy z np. stabilizatorem liniowym na którym wydziela się ok. 5W (raczej nie więcej) Albo wyczytać z danych karty jaką to producent podaje moc przez nią pobieraną - ok. 80% tej wartości to moc strat przydzielonej na radiator. To ostatnie zwłaszcza może się przydać w szacowaniu mocy strat dla chłodzenia aktywnego. Oczywiście należy pamiętać, że moc strat jest dla takiej karty podawana przy pracującym (o ile jest) wentylatorze! Jeśli więc oryginalnie wentylator był - i my musimy go zostawić i... zapewnić zasilanie zgodne z jego (wentylatora) wymaganiami.

    Na koniec - najważniejsze.


    To również zagadnienie z którym część użytkowników forum w ogóle sobie nie radzi... Niestety.
    Chodzi o moc max strat np. tranzystora mocy. Kilka razy już spotkałem się z takim rozumowaniem: Jeśli napisane jest że moc strat max dla danego elementu wynosi (przykładowo) 100W to taka moc, jeśli wydzieli się podczas pracy na tranzystorze, nie zrobi elementowi niczego złego.
    A skąd ta wartość start maksymalnych ? Z data sheet'a.
    (Mało tego - często brane są beztrosko zupełnie parametry oznaczone jako MAXIMUM RATING!!! A już samo słowo MAXIMUM powinno dać do myślenia...)
    Fajnie. nawet bardzo fajnie, tyle że taki parametr (moc strat) nie występuje tam sam jeden. Wystarczy zagłębić się np, w same wykresy by zrozumieć o co tak naprawdę chodzi. Czemu podano taką wartość . Po co w ogóle te tabelki, wykresy? Ano po to, żeby się "młody zdolny" (bez osobistych wycieczek w stronę Użytkownika o takim nicku!) wykazał logicznym myśleniem... Znów nie napiszę nic więcej. Naprawdę: moim celem nie jest dawanie ryby a wędki. Naprawdę jak samodzielnie do czegoś dojdziemy - zapamiętamy na dłużej. Będziemy wiedzieli na co zwracać uwagę, co jest ważniejsze a co możemy O ile w ogóle) potraktować z większą beztroską.

    Dość paplania w tym temacie. Mam nadzieję, ze zwróciłem co niektórym uwagę na dotąd niedoceniane szczegóły i że to moje paplanie na coś się przyda.

    Pozdrawiam serdecznie.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    Offline 
  • #2 20232289
    dj_volt
    Poziom 26  
    Opiszę małą historię.
    Jakiś rok temu zainstalowałem Klientce domofon (zestaw za ponad 1500PLN). Sprzęt który po średnio godzinie od zasilenia zaczynał żyć swoim życiem. Po stwierdzeniu usterki zdemontowałem go, Pani wysłała go do serwisu. Wrócił "naprawiony" ale zachowywał się tak samo. Pani ponownie wysłała go do serwisu i zażądała zwrotu $ lub wymiany na nowy. Odpowiedź serwisu powaliła mnie z nóg. Dowiedzieliśmy się z niej że firma nie uzna reklamacji z powodu krótkiego przewodu stacji bramowej (który podczas kilkukrotnych manewrów był przycinany - połączenia lutowane). Wybitny specjalista - pracownik serwisu napisał że przewód ten spełnia funkcję radiatora a jego przycinanie spowodowało przegrzanie i uszkodzenie urządzenia. Jak tylko wstałem do pionu i uporządkowałem swoją świadomość napisałem "Panu Serwisantowi" pismo zawierające definicję urządzenia zwanego radiatorem oraz odwołałem się do praw konwekcji i wyjaśniłem że przewód w izolacji nie bardzo może być radiatorem. Firma - Krzak wymieniła bez dyskusji cały zestaw, Klientka zadowolona (w końcu sukces - ma domofon) a ja niestety zostałem ze swoim przekonaniem że przewód radiatorem być nie może. No chyba że o czymś nie wiem :)
  • #3 20232321
    andrzejlisek
    Poziom 31  
    Bardzo ciekawy tekst. Moim zdaniem należy w miarę możliwości eliminować przyczynę powstawania ciepła zamiast z nim walczyć. Radiator tylko ułatwia oddawanie ciepła do otoczenia, nic więcej, jego montaż nie zmniejszy ilości wytwarzanego ciepła.

    Dlaczego opornik dużej mocy podczas pracy oddającej dużą moc się grzeje, nie trzeba pisać. Wydaje się to być "złem koniecznym", ponieważ takie rozwiązanie jest głównie podyktowane niższym kosztem produkcji urządzenia, odpowiedni transformator byłby lepszym rozwiązaniem, ale droższym.

    Warto też zwrócić uwagę, że radiator nie zwiększa powierzchni ani objętości elementu czynnego generującego ciepło (drut w oporniku, półprzewodnik w tranzystorze itp). Weźmy ten przykładowy opornik 5W, załóżmy, że ma opór 10om i faktycznie pobiera moc 4W podczas pracy (i całą tą moc oddaje w postaci ciepła). Wydaje się, że jeżeli temperatura opornika jest problemem, to warto rozważyć montaż dwóch oporników 5W, o ile jest to technicznie wykonalne, a jeszcze lepiej, jak oporniki nie są obok siebie, tylko w pewnej odległości od siebie. Oba oporniki w tym przypadku miałyby opór 5om (łączone szeregowo dadzą opór 10om) lub 20om (łączone równolegle dadzą opór 10om), aby otrzymać odpowiednik pojedynczego opornika 10om (taki opór był przewidziany w projekcie urządzenia). Wtedy każdy opornik z osobna pobierze i odda moc 2W, więc wytworzy o połowę mniej ciepła. Zwiększa to tylko powierzchnię elementu czynnego wytwarzającego ciepło, więc całość wytwarza tyle samo ciepła, ale jest już ono bardziej rozproszone.

    Inny przykład z życia wzięty. Majstruję jakiś układ elektryczny zasilany napięciem 12V, ale potrzebuję też uzyskać napięcie 5V o wydajności 200-300mA. Najprościej kupić za 2 zł stabilizator 7805. Teoretycznie po sprawie, ale może okazać się, że stabilizator robi się bardzo gorący, a napięcie na wyjściu trochę spada (kiedyś próbowałem z tego zasilać LED i diody po kilku sekundach ciągłego świecenia przygasały). Wynika to z zasady działania stabilizatora liniowego. Lepiej zastosować dwa stabilizatory szeregowo, czyli 7809, a potem 7805, najlepiej rozmieszczone w pewnej odległości od siebie. Oba stabilizatory razem wytworzą tyle samo ciepła, co jeden, ale ryzyko przegrzania jest mniejsze. Ewentualne dodanie radiatorów tylko ułatwi oddanie ciepła, nic więcej. Może się okazać, że jedynym rozsądnym wyjściem jest zastosowanie dużo droższej przetwornicy DC/DC, która kosztuje 20-30zł. Ze względu na zupełnie inną zasadę działania przetwornica nie grzeje się tak bardzo.

    Jednym słowem, mając potrzebę obniżenia napięcia stałego z 12V do 5V, albo zastosuje się tanie elementy, ale bardzo grzejące się, albo zastosuje się droższy element, ale prawie nie grzejący się. Stabilizator liniowy jest dobry, jak pobór mocy jest mały i nie powoduje takiego rozgrzewania się elementu.

    Doskonale znana rzecz, to procesor komputera. Moim zdaniem, taki sam procesor można wyprodukować na dwa sposoby (przykładowo):
    1. Procesor wielkości znaczka pocztowego z dużym radiatorem i wentylatorem. Ciepło jest bardzo skupione, bo wychodzi ogromna ilość ciepła z małej powierzchni.
    2. Procesor wielkości kartki A4, sam wytwarza tyle samo ciepła, ale nie jest ono tak bardzo skupione (procesor oddaje ciepło całą swoją powierzchnią), wystarczy sam radiator.
    Moim zdaniem przyjęto sposób 1 tylko ze względu na niższy koszt produkcji i "pęd" do usilnej miniaturyzacji.
  • #4 20232347
    LEDówki
    Poziom 42  
    Oporniki produkcji polskiej miały dość grube wyprowadzenia jeśli to były oporniki dużej mocy. Obecnie produkowane badziewie ma tak samo cienkie nogi w oporniku o mocy 5W jak i oporniku 0,5W. Taki drucik nie utrzyma opornika o mocy 5W.
  • #5 20232567
    miszcz310
    Poziom 24  
    andrzejlisek napisał:
    2. Procesor wielkości kartki A4, sam wytwarza tyle samo ciepła, ale nie jest ono tak bardzo skupione (procesor oddaje ciepło całą swoją powierzchnią), wystarczy sam radiator.
    Moim zdaniem przyjęto sposób 1 tylko ze względu na niższy koszt produkcji i "pęd" do usilnej miniaturyzacji.

    Hmmm to nie jest podyktowane tylko pędem, ale i racjonalnością. Układ ma być "mały", bo wtedy może być szybszy (i to dużo szybszy). Są procesory robione (hobbystycznie) nawet na układach dyskretnych ale to są bardziej zabawki niż praktyczne urządzenia. Fizyki nie da się oszukać, a tutaj już powoli ocieramy się o scianę.
    Drugą kwestią jest ekonomia. Jeżeli procesor zajmuje powierzchnię X i koszt produkcji to są setki dolarów przy ogromych wafrach (czyli najtańszych) to taki procesor wielkości kartki A4 kosztowałby chyba jakieś grube tysiące dolarów (bo pewnie uzysk też by spadł), a nie byłby lepszy od takiego małego procesora, jedynie miałby lepszą charakterystykę termiczną.
    Cena rośnie z powierzchnią a nie z wymiarem.
    Także nie tylko "pęd" i "taniość", chociaż koszt jest też większy niż się koledze wydaje (przynajmniej ja tak zrozumiałem z tego posta).
  • #6 20232579
    vorlog
    Poziom 40  
    LEDówki napisał:
    Oporniki produkcji polskiej miały dość grube wyprowadzenia jeśli to były oporniki dużej mocy

    I w dodatku nie były z ocynkowanego żelaza (wyjąwszy wyprowadzenia sprężynujące rezystorów mocy z rozłącznikiem termicznym), jak obecnie.
    V.
  • #7 20232676
    chudybyk
    Poziom 31  
    398216 Usunięty napisał:
    Ze swej strony przypomnę, że wśród dostępnych na rynku radiatorów każdy ma przynależny do jego długości (jeśli cięty z metra) lub typu/kształtu parametr oznaczony jako OPORNOŚĆ TERMICZNA. To ważny parametr i zawsze dobrze jest sprawdzić jaki typ/wielkość radiatora będzie najodpowiedniejszy no i oczywiście zdolny określoną iliość ciepła odprowadzić z grzejących się elementów.

    No i tutaj dopiero zacząć się powinna zasadnicza część artykułu. Mam nadzieję, że w następnej części będzie. Można dosyć dokładnie policzyć jaką temperaturę będzie miał scalak i radiator obliczając lub rysując wykres rozchodzenia się ciepła na kolejnych elementach - od struktury krzemowej poczynając, przez obudowę scalaka, powierzchniach styku, przekładkach, paście silikonowej, kształtkach radiatorowych, wentylatorach i przepływie powietrza, na cyrkulacji w obudowie skończywszy. A dla termicznych masochistów - ogniwa Peltiera. ;-)
  • #8 20232791
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    andrzejlisek napisał:
    Moim zdaniem należy w miarę możliwości eliminować przyczynę powstawania ciepła zamiast z nim walczyć.
    Częściowo jest to już realizowane poprzez wykonywanie elementów (i układów scalonych na takich elementach) o małej rezystancji w czasie przewodzenia, wprowadzenie "cyfrowej" obróbki sygnałów, zasilacze impulsowe... Jednak nie można zlikwidować strat do zera - nawet w najlepiej zaprojektowanym układzie zasilacza impulsowego jakieś traty będą. O ile nie przekraczają 1-2 W na elemencie kluczującym (bo to on najbardziej dostaje "po... plecach") można się obyć bez radiatora, jednak przy większych mocach strat radiator jest niezbędny.
    andrzejlisek napisał:
    albo zastosuje się tanie elementy, ale bardzo grzejące się, albo zastosuje się droższy element, ale prawie nie grzejący się.
    Nie zawsze jest wskazane wykorzystanie stabilizatorów (przetwornic) impulsowych, a już na pewno nie wszystkich. W układach o dużej czułości (np. tor mikrofonowy audio) taki sposób obniżania napięcia raczej wskazany nie jest. Piszę "raczej", ponieważ technika idzie do przodu, rozwiązania układowe i projektowe również i coraz łatwiej jest uzyskać taki układ który nie będzie "siał zakłóceniami". W amatorskich warunkach jest jednak prościej i skuteczniej (a co ważniejsze - Bezproblemowo) zastosować nieśmiertelny stabilizator liniowy.
    andrzejlisek napisał:
    Doskonale znana rzecz, to procesor komputera.
    Obawiam się ze w tym miejscu Kolega nieco odjechał... Wykonanie plastra krzemu o powierzchni kartki A4 jest jednak droższe niż upakowanie setek tysięcy elementów na "znaczku pocztowym (a raczej na jego części - zdecydowanie więcej miejsca zajmuje obudowa i wyprowadzenia. Ponadto w grę wchodzi też i prędkość a nawet rezystancja wewnętrznych połączeń. Nie koniecznie więc to co duże musi być lepsze. W tym wypadku jest bowiem akurat odwrotnie.
    LEDówki napisał:
    Obecnie produkowane badziewie ma tak samo cienkie nogi w oporniku o mocy 5W jak i oporniku 0,5W.
    Nie wiem gdzie Kolega takie rezystory odnalazł, ale ja ostatnio kupowałem 5W rezystory i grubość wyprowadzeń różniła się znacząco od tych z rezystorów 0,25W.
    chudybyk napisał:
    Mam nadzieję, że w następnej części będzie.
    Zgadza się. Trwają już pewne prace nad rozwinięciem części pierwszej. W zasadzie ten tu miał być czymś w rodzaju wstępu, ale w związku z dużą ilością informacji jakie chciałem (i chyba musiałem?) w nim zawrzeć rozrósł się do artykułu.
    chudybyk napisał:
    Mam nadzieję, że w następnej części będzie. Można dosyć dokładnie policzyć jaką temperaturę będzie miał scalak i radiator obliczając lub rysując wykres rozchodzenia się ciepła na kolejnych elementach - od struktury krzemowej poczynając, przez obudowę scalaka, powierzchniach styku, przekładkach, paście silikonowej, kształtkach radiatorowych, wentylatorach i przepływie powietrza, na cyrkulacji w obudowie skończywszy.
    Kolega z tych co lubią się nie męczyć? Niestety, ale muszę Cię Kolego rozczarować. Moim celem nie jest dawanie ryby, a wędki a nad=e wszystko "zmuszenie" czytelnika do rozwijania logicznego myślenia. Poza tym to o co prosisz jest w zasadzie nierealne - wiele zależy od konkretnego układu i wielu innych czynników a większość z nich można znaleźć w kartach katalogowych KONKRETNEGO modelu układu.
    chudybyk napisał:
    A dla termicznych masochistów - ogniwa Peltiera.
    Całe szczęście, ze na końcu pojawił się uśmieszek. Stosowanie ogniwa Peltiera w roli elementu chłodzenia nie jest raczej dobrym pomysłem, ale co najwyżej w pewnych okolicznościach "złem koniecznym".
    Wszystkim biorącym udział w dyskusji ogromnie dziękuję. To dzięki Wam możemy chociaż trochę zmienić sposób podejścia "młodego zdolnego" do tej fascynującej dziedziny jaką jest szeroko rozumiana elektronika.

    Patetycznie zabrzmiało, ale taka prawda...
  • #9 20232824
    LEDówki
    Poziom 42  
    Tzw. Giełda elektroniczna przy GUS, oraz hurtownia na bazarze przy ul. Wolumen. Cienki drucik mial przewodzić 3-4A prądu. Być może oporniki były wykonane na niższe prądy i stąd cienkie odnóża. W zasilaczach widywałem oporniki o mocy 5W z grubymi blaszanymi wyprowadzeniami, które ciężko odlutować czy wygiąć. Takie wyprowadzenia mogą pełnić rolę radiatora. Dawno, dawno temu, gdy istniały polskie fabryki, w których produkowano telewizory i wzmacniacze mocy audio, zdarzało się, że oporniki o dużej mocy montowane były w tulejach - być może mosiężnych. Tuleja gruba, oddalała gorący opornik od płytki, mocno go trzymała i dodatkowo odprowadzała trochę ciepła. W jeszcze starszych sprzętach oporniki były montowane do ramy i wtedy rama pełniła funkcję radiatora i wspornika.
    Obecnie produkowane oporniki dużej mocy (>10W) mogą być przykręcane do radiatorów. W dokumentacji jest informacja o tym ile mocy mogą wytracić bez radiatora. Tak samo jest w dokumentacji tranzystorów, ale czasem trzeba to policzyć z oporu cieplnego złącze otoczenie i maksymalnej temperatury złącza. Do tego doliczyć temperaturę otoczenia i stajemy się zawodowcami. :D Już element się nie przegrzeje.
  • #10 20233189
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    LEDówki napisał:
    Już element się nie przegrzeje.
    Grzeje się, grzeje. Cudów nie ma - nawet jak ktoś by bardzo w nie wierzył. Co do tego "zawodowstwa" to chciałbym przypomnieć, że są zawodowcy i Zawodowcy. Ci pierwsi postępują jak Kolega pisał, a ci drudzy przyjmują najpierw najgorsze możliwe warunki by po obliczeniu "dodać" jeszcze trochę na zapas.
    To mniej więcej tak jak z pastą elektroprzewodzącą pod radiator procesora - można zasmarować "aż kapie" najlepszą ze srebrem czy "ciekłym metalem" a można też i Termopastą H - w obu wypadkach najważniejsze jest i tak równomierne dociśnięcie radiatora i minimalna ilość pasty. Sama pasta nie poprawi przecież przewodnictwa cieplnego jak jest jej za dużo prawda?
    Podstawowym błędem "młodych zdolnych" - tych co to już zdecydowali się na radiator - jest właśnie brak znajomości takich podstawowych rzeczy. Obiecuję że w następnym odcinku będzie i o tym i kilku innych tak ochoczo powielanych błędach.
  • #12 20233584
    Donpedro_z_Otwocka
    Poziom 17  
    398216 Usunięty napisał:
    Powietrze by skutecznie schładzać żeberka radiatora musi mieć luz. Naprawdę. Nie wiem dokładnie na czym to polega, jedynie gdzieś wyczytałem, że takie nagrzane powietrze "klei się" do powierzchni żeberek w ten sposób dodatkowo utrudniając swobodny przepływ.


    Zapewne chodzi tu o tzw. przepływ turbulentny (przepływ laminarny i nielaminarny), czyli zjawisko fizyczne polegające na tym, że gaz (lub ciecz) przepływający przez przeszkodę (tu: przepływający pomiędzy żeberkami radiatora) ociera się o tę przeszkodę (zwykłe zjawisko tarcia, znane z fizyki), co powoduje turbulencje czyli wiry gazu w przestrzeni blisko ścianek i wpływa na płynność przepływu owego gazu.

    Dobrze widać to zjawisko na przykładzie górskiego strumienia lub deszczówki płynącej rynną, kiedy to woda płynąca środkiem strumienia (lub rynny) dosłownie pędzi przed siebie, a woda płynąca tuż przy jego brzegach (ściankach rynny) tworzy wiry, bo ociera się o ziemie i przybrzeżne kamienie.

    Przepływ turbulentny raczej nie będzie miał znaczącego wpływu na skuteczność małych radiatorów chłodzonych wydajnymi wiatrakami, ale na pewno będzie miał znaczenie przy radiatorach dużych, o ciasno upakowanych żeberkach i chłodzonych wolnoobrotowymi wiatrakami o średnicach 12 cm i większych, jak te znane z gamingowych komputerów PC. Dlatego w tychże radiatorach żeberka są cieniutkie niczym żyletki, aby zachowując w miarę rozsądne rozmiary i powierzchnię radiatora, zwiększyć przestrzenie pomiędzy żeberkami i ułatwić przepływ powietrza tłoczonego wentylatorem przez radiator.
  • #13 20233706
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    Donpedro_z_Otwocka napisał:
    Zapewne chodzi tu o tzw. przepływ turbulentny
    Bardzo możliwe, a nawet na pewno o to chodziło.
    Donpedro_z_Otwocka napisał:
    Przepływ turbulentny raczej nie będzie miał znaczącego wpływu na skuteczność małych radiatorów chłodzonych wydajnymi wiatrakami, ale na pewno będzie miał znaczenie przy radiatorach dużych, o ciasno upakowanych żeberkach i chłodzonych wolnoobrotowymi wiatrakami o średnicach 12 cm
    Nie tylko 12 cm ponieważ tego typu radiatory (z gęsto upakowanymi żeberkami i przystosowane do mocowania nań wentylatora) są i o wiele mniejsze.
    Natomiast nie do końca się zgodzę ze słusznością stwierdzenia o cieniutkich jak żyletki żeberkach - to tak jak z prądem - ciepło nie może napotykać oporności termicznej na swojej drodze bo po prostu nie będzie w stanie jej pokonać a w rezultacie tak cienkie żeberka nagrzeją się bardziej tylko przy podstawie (połączeniu z płaszczyzną do której jest mocowany chłodzony element) a im dalej od niej tym temperatura gwałtownie spada. Tak więc patrząc na radiator z boku najkorzystniej odprowadzi ciepło taki, który ma odpowiednio od siebie oddalone żebra a te z kolei nie mogą być zbyt cienkie. Nawet czasem spotyka się radiatory z żeberkami które przy podstawie są znacznie grubsze (bo tam najwięcej ciepła muszą "transportować" a im dalej tym cieńsze - bo tam temperatura nie będzie już tak znacząca a obniżenie ilości materiału na radiator sprawi wyraźnie mniejszy jego koszt i ... ciężar. A to wbrew pozorom nie jest wcale bez znaczenia. Przykładem takiego opracowania może być t.zw. "choinka" radiator wykonany zgodnie z tym co pisałem:
    Praktyka Cz. I: Radiatory i chłodzenie. Zawodowcom wstęp wzbroniony!
    Taki radiator powstaje dzięki technologii "ciągnięcia metalu" (coś podobnego do maszynki do mięsa z założonym zamiast sitka metalowym krążkiem z wyciętym otworem do domowej produkcji ciasteczek) - taki radiator z prostu z huty może mieć nawet kilka metrów długości w jednym kawałku. Dopiero potem jest cięty na odpowiedni ( normalizowany) wymiar, lub... cięty na długość taką jakiej potrzebuje zamawiający - nawet pojedyncze egzemplarze. To duża wygoda dla konstrukcji amatorskich.
    W podobnej technologii jest produkowanych wiele innych profili, i również można zamówić sobie odpowiednie odcinki pasujące do własnej konstrukcji... ale o tym więcej będzie już w następnej części.
  • #14 20233747
    andrzejlisek
    Poziom 31  
    398216 Usunięty napisał:
    Obawiam się ze w tym miejscu Kolega nieco odjechał... Wykonanie plastra krzemu o powierzchni kartki A4 jest jednak droższe niż upakowanie setek tysięcy elementów na "znaczku pocztowym (a raczej na jego części - zdecydowanie więcej miejsca zajmuje obudowa i wyprowadzenia.

    Może i trochę odjechałem, ale w tym miejscu obaj chyba jesteśmy zgodni co do tego, że wyprodukowanie procesora o dużych gabarytach jest droższe niż wyprodukowanie miniaturowego procesora. Nie napisałem, że wyprodukowanie procesora wielkości kartki A4 wyjdzie taniej.

    Dodano po 8 [minuty]:

    LEDówki napisał:
    Cienki drucik mial przewodzić 3-4A prądu. Być może oporniki były wykonane na niższe prądy i stąd cienkie odnóża. W zasilaczach widywałem oporniki o mocy 5W z grubymi blaszanymi wyprowadzeniami, które ciężko odlutować czy wygiąć.

    Jeżeli opornik sobie "dynda", to faktycznie, grubość drutów ma znaczenie, ale jeżeli jest do czegoś przymocowany, to chyba ma już mniejsze znaczenie.

    Dodano po 3 [minuty]:

    398216 Usunięty napisał:
    Stosowanie ogniwa Peltiera w roli elementu chłodzenia nie jest raczej dobrym pomysłem, ale co najwyżej w pewnych okolicznościach "złem koniecznym".

    Pomijam to, że to ogniwo oddaje więcej ciepła niż pobiera po zimnej stronie (ta różnica to ciepło powstające z samej pracy tego elementu). jednak wydaje się, że takie ogniwo ułatwia "wyssanie" ciepła z gorącego elementu, jednakże staje się "najsłabszym ogniwem", bo w warunkach, w których ogniwo nie będzie mogło oddać całego ciepła, bardzo szybko przestanie działać. Ciekawe, dlaczego nie przyjęło się stosowanie miniaturowych pomp ciepła (obieg Lindego), w którym parownik może być mały, ale bardzo szybko wciąga ciepło, a skraplacz może być duży, że całą powierzchnią oddaje ciepło. Spotkałem się jedynie z "chłodzeniem wodnym", który tak działa (nawet można kupić gotowe i fabrycznie zalane urządzenie), jednak to nie ma nic wspólnego z pompą ciepła. A jakby był obieg Lindego, to można by wyciągnąć jeszcze więcej ciepła, tylko zwiększa się problem, gdzie i jak je oddać, ale oddawać można w pewnej odległości od newralgicznego elementu.

    Dodano po 3 [minuty]:

    398216 Usunięty napisał:
    Ci pierwsi postępują jak Kolega pisał, a ci drudzy przyjmują najpierw najgorsze możliwe warunki by po obliczeniu "dodać" jeszcze trochę na zapas.

    Można jeszcze podejść doświadczalnie: Zainwestować w kamerę termowizyjną (wystarczy taka niedroga, podczepiana do telefonu), zbudować układ, uruchomić go w temperaturze pokojowej i "oglądać" grzejące się elementy w kamerze. Za mały, źle założony radiator lub jego brak od razu da o sobie znać. Właśnie tą metodą stwierdziłem, że stabilizatory liniowe nie są dobrym pomysłem w rozwiązaniu, o którym pisałem wyżej, gdzie jest jednocześnie duża różnica napięć we/wy i duży pobór mocy za stabilizatorem.

    Dodano po 25 [minuty]:

    398216 Usunięty napisał:
    Natomiast nie do końca się zgodzę ze słusznością stwierdzenia o cieniutkich jak żyletki żeberkach - to tak jak z prądem - ciepło nie może napotykać oporności termicznej na swojej drodze bo po prostu nie będzie w stanie jej pokonać a w rezultacie tak cienkie żeberka nagrzeją się bardziej tylko przy podstawie (połączeniu z płaszczyzną do której jest mocowany chłodzony element) a im dalej od niej tym temperatura gwałtownie spada.

    Jest jeszcze taka sprawa, że w przewodniku ciepła, samo ciepło "chciałoby" równomiernie "rozpłynąć się" w całej objętości.
    Wydaje mi się, że można to potwierdzić za pomocą prostego eksperymentu: Mam pręt miedziany lub aluminiowy o długości ok. 30cm, trzymam za lewą końcówkę w uchwycie odpornym na wysokie temperatury, ale będący izolatorem cieplnym (załóżmy, że nie ma wymiany ciepła między prętem a uchwytem). Prawą końcówkę podgrzewam za pomocą zapalniczki. Po pewnym czasie lewa końcówka również gorąca, ale chłodniejsza niż prawa. Po pewnym czasie przestaję podgrzewać. Co prawda pręt całą powierzchnia oddaje ciepło do powietrza, ale zanim cały pręt ostygnie, różnica temperatur pomiędzy końcami pręta się zmniejszy. Im grubszy pręt zostanie użyty do tego doświadczenia tym szybciej temperatury się wyrównają, choć trudniej go będzie podgrzać. Niedawno miałem analogiczną sytuację przy lutowaniu do miedzianego nieizolowanego drutu ok. 1mm2 dwóch elementów w odległości ok. 2cm. Jak przylutowałem jeden element, to potem przylutowałem drugi element, jednak z jakiś powodów zbyt długo trzymałem lutownicę, że ten pierwszy lut puścił. Jak oba luty wykonałem możliwie krótko, to jedno lutowanie nie powodowało puszczenia drugiego.
  • #15 20233956
    Mlody_Zdolny
    Poziom 30  
    398216 Usunięty napisał:
    Taki radiator powstaje dzięki technologii "ciągnięcia metalu"

    Raczej chodzi o proces ciągnienia.

    Jeżeli chodzi o radiatory z cienkimi blaszkami, to mają one większą efektywność promieniowania ciepła od masywnych klocków. Chodzi głównie o stosunek powierzchni do masy.

    W pierwszym poście poruszyłeś ciekawy temat kolorowych radiatorów.
    W szczególności chodzi o różnice między radiatorami czernionymi a takimi z surowego aluminium. Proces ten sam (anodowanie, oksydowanie) a kolor to tylko fanaberia.
    Spotkałem się z opinią, że czernione radiatory są lepsze, bo są bliższe właściwościami do ciała doskonale czarnego (ze względu na kolor).
    Opinia ta wydaje się błędna, ponieważ chodzi tutaj o bardziej chropowatą fakturę, tworzącą większą powierzchnię promieniującą ciepło. I ta chropowata faktura przybliża oksydowane radiatory do ciała doskonale czarnego.
    Podobnie jak folia alu do pieczenia posiada dwie strony - matową i błyszczącą i każda z nich nadaje inne właściwości podczas pieczenia.
  • #16 20234225
    Grzegorz740
    Poziom 37  
    Jak wiadomo chłodzenie podzespołów półprzewodnikowych dużej mocy ma duże znaczenie. Artykuł jest napisany profesjonalnie i bardzo przystępnym językiem.

    Co do wzorów to bardzo dobry pomysł ,że ich nie podałeś. Kto będzie zainteresowany to sobie poszuka i policzy jaki ma zastosować radiator. Wzory można znaleźć w literaturze oraz w internecie. Dla chcącego nic trudnego jak to się mówi.

    Ale są osoby którym nie chce się szukać, czekają na podanie wszystkiego na tacy. To już ich problem, nie ma się co nimi przejmować. Mam nadzieje,że takich osób jest niewielki promil.

    Jeśli chodzi o literaturę to mam książkę pt."Podzespoły Elektroniczne, Półprzewodniki Poradnik" autorstwa Janusz Borczyński, Piotr Dumin, Andrzej Milczewski z 1990 roku. Starsi koledzy pewnie pamiętają książkę. W książce tej jest rozdział w którym są podane wzory, wykresy czy tabele.

    W owej książce jest również napisane,że w miejscu styku z elementem półprzewodnikowym radiatory nie miały czernionej powierzchni. Coś w tym jest.
  • #17 20234807
    Olkus
    Poziom 32  
    Grzegorz740 napisał:
    W owej książce jest również napisane,że w miejscu styku z elementem półprzewodnikowym radiatory nie miały czernionej powierzchni. Coś w tym jest.


    Bo dodatkowa warstwa "czernienia" pogarsza kontakt elementu z radiatorem, dlatego lepsze są radiatory w postaci surowego aluminium.

    Pozdrawiam,
    A.
  • #18 20234968
    krzbor
    Poziom 27  
    andrzejlisek napisał:
    nny przykład z życia wzięty. Majstruję jakiś układ elektryczny zasilany napięciem 12V, ale potrzebuję też uzyskać napięcie 5V o wydajności 200-300mA. Najprościej kupić za 2 zł stabilizator 7805. Teoretycznie po sprawie, ale może okazać się, że stabilizator robi się bardzo gorący, a napięcie na wyjściu trochę spada (kiedyś próbowałem z tego zasilać LED i diody po kilku sekundach ciągłego świecenia przygasały). Wynika to z zasady działania stabilizatora liniowego. Lepiej zastosować dwa stabilizatory szeregowo, czyli 7809, a potem 7805, najlepiej rozmieszczone w pewnej odległości od siebie. Oba stabilizatory razem wytworzą tyle samo ciepła, co jeden, ale ryzyko przegrzania jest mniejsze. Ewentualne dodanie radiatorów tylko ułatwi oddanie ciepła, nic więcej. Może się okazać, że jedynym rozsądnym wyjściem jest zastosowanie dużo droższej przetwornicy DC/DC, która kosztuje 20-30zł. Ze względu na zupełnie inną zasadę działania przetwornica nie grzeje się tak bardzo.

    Jednym słowem, mając potrzebę obniżenia napięcia stałego z 12V do 5V, albo zastosuje się tanie elementy, ale bardzo grzejące się, albo zastosuje się droższy element, ale prawie nie grzejący się. Stabilizator liniowy jest dobry, jak pobór mocy jest mały i nie powoduje takiego rozgrzewania się elementu.

    Też miałem ten problem - jest jeszcze jedno tanie rozwiązanie 7805 + dioda Zenera 3,3V. Jeśli znamy maksymalny prąd, jaki chcemy pobierać, to można też użyć szeregowego rezystora + 7805.
  • #19 20234978
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    Mlody_Zdolny napisał:
    398216 Usunięty napisał:
    Taki radiator powstaje dzięki technologii "ciągnięcia metalu"

    Raczej chodzi o proces ciągnienia.
    Tak naprawdę to występuje tu przepychanie na wpół ciekłego metalu przez duszę w kształcie poprzecznego przekroju radiatora. Zadowolony? ;) :)
    krzbor napisał:
    Też miałem ten problem - jest jeszcze jedno tanie rozwiązanie........
    Rozwiązań jest całe mnóstwo. Ale tak czy inaczej w pewnym momencie może okazać się, ze to wszystko co sobie wymyślimy nic nie da i konieczne będzie zastosowanie radiatora. Czy więc jest o co kruszyć kopie i prześcigać się w pomysłach jak ten fakt obejść?
  • #20 20235009
    krzbor
    Poziom 27  
    398216 Usunięty napisał:
    Rozwiązań jest całe mnóstwo. Ale tak czy inaczej w pewnym momencie może okazać się, ze to wszystko co sobie wymyślimy nic nie da i konieczne będzie zastosowanie radiatora. Czy więc jest o co kruszyć kopie i prześcigać się w pomysłach jak ten fakt obejść?

    Czasami jest gdy jesteśmy "na granicy" - bez radiatora się nie da, ale po zbiciu np. 3V już da radę bez niego. Oczywiście gdy do "zbicia" jest większa moc nie ma sensu kombinować.
  • #21 20235027
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    krzbor napisał:
    po zbiciu np. 3V już da radę bez niego.
    A na tym elemencie na którym zbijasz 3 V to nie wydziela się żadne ciepło? Dioda zenera też ma ograniczoną możliwość przyjmowania mocy.
  • #22 20235049
    krzbor
    Poziom 27  
    398216 Usunięty napisał:
    krzbor napisał:
    po zbiciu np. 3V już da radę bez niego.
    A na tym elemencie na którym zbijasz 3 V to nie wydziela się żadne ciepło? Dioda zenera też ma ograniczoną możliwość przyjmowania mocy.

    Oczywiście, że się wydzieli tyle, że na dwóch odbiornikach - diodzie (lub rezystorze) i stabilizatorze. Myślę, że nie warto kontynuować tej dyskusji - wskazałem tylko, że czasami można się pozbyć radiatora (ale tylko czasami).
  • #23 20235245
    andrzejlisek
    Poziom 31  
    398216 Usunięty napisał:
    A na tym elemencie na którym zbijasz 3 V to nie wydziela się żadne ciepło? Dioda zenera też ma ograniczoną możliwość przyjmowania mocy.

    Dochodzimy do tego, o czym już pisałem. Albo dioda Zenera za parę groszy i akceptujemy fakt niepotrzebnego wydzielania się ciepła (zazwyczaj taka dioda współpracuje z opornikiem, który zawsze emituje ciepło), albo przetwornica impulsowa za kilkadziesiąt złotych, a problem z ciepłem jest minimalny (przy założeniu, że w danym zastosowaniu nie ma wyśrubowanych wymagań odnośnie stabilności i braku tętnień napięcia wysokiej częstotliwości).

    Z drugiej strony, można i opuścić napięcie (o ile pełna funkcjonalność urządzenia będzie zachowana) i zastosować radiator, żeby nie być "na granicy" przegrzania. Opuszczenie napięcia jest dobrym posunięciem, bo zmniejsza ilość emitowanego ciepła.

    Dodano po 10 [minuty]:

    krzbor napisał:
    Myślę, że nie warto kontynuować tej dyskusji - wskazałem tylko, że czasami można się pozbyć radiatora (ale tylko czasami).

    Czyli to, co, napisałem w pierwszym swoim poście w tym temacie. Eliminacja przyczyny powstawania niepotrzebnego ciepła zamiast walka z nim i to właśnie może prowadzić do tego, że radiator nie jest potrzebny. Instalowanie coraz to większego radiatora lub wentylatora to chyba nie tędy droga.
  • #24 20235492
    noel200
    Poziom 26  
    Witam, też kiedyś musiałem zapoznać się z tym całym tematem odprowadzania ciepła.
    Teraz jak staję przed problemem rozproszenia ciepła/schłodzenia jakiś elementów największym problemem jest odnalezienie dla danego radiatora wartości rezystancji termicznej.
    A potrzebna jest ta informacja by sensownie policzyć max. temp np. wkładki krzemowej w tranzystorze. Ja wiem, że jest bardzo wiele parametrów, które sprawiają, że ten sam radiator może mieć różną wartość Rth, ale coś trzeba przyjąć za podstawę.
    A może ktoś z was ma metodę na ustalanie Rth radiatorów eksperymentalnie?
  • #25 20235513
    Mlody_Zdolny
    Poziom 30  
    noel200 napisał:
    A może ktoś z was ma metodę na ustalanie Rth radiatorów eksperymentalnie?

    Można eksperymentalnie i można za pomocą wzorów
  • #26 20235533
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    Mlody_Zdolny napisał:
    Można eksperymentalnie i można za pomocą wzorów
    Można i nawet by wypadało jeżeli chce się dobrze dobrać radiator do konkretnego zastosowania a jednocześnie nie ma się w tym praktyki...
    Wzory są - jak najbardziej - ogólnie dostępne ; np. tu:
    https://elektronikab2b.pl/technika/53893-obli...row-radiatora-w-systemie-chlodzenia-pasywnego
    Temat dyskusji sugeruje jednak praktyczne podejście (wynikające z doświadczenia) bo taki sposób jest dla "młodych zdolnych" przyjemniejszy do zaakceptowania... niestety.
  • #27 20235853
    noel200
    Poziom 26  
    Często jest też tak, że nie użyjemy zaprojektowanego systemu chlodzenia tylko musimy użyć tego co leży w szufladzie, ewentualnie tego co uda się kupić z drugiej reki lub pozyskać ze złomu elektronicznego.
    A czy istnieje możliwość taka, żeby w trakcie eksperymentow zmierzyć np. termoparą temperaturę właśnie tego co nas interesuje czyli płytki krzemowej w tranzystorze? Weźmy najczęściej używany tranzystor w chińskich obciążeniach: IRFP260N. Da sie delikatnie wywiercić otwór w obudowie tak by zmierzyć temperaturę krzemu bez jego uszkodzenia? Próbował ktoś?
    Oczywiście o ile ma to sens. Ja zawsze mierzyłem temperaturę albo na radiatorze zaraz obok, albo temperaturę śruby, którą przykręciłem tranzystor do radiatora.
  • #28 20235878
    Mlody_Zdolny
    Poziom 30  
    noel200 napisał:
    Weźmy najczęściej używany tranzystor w chińskich obciążeniach: IRFP260N. Da sie delikatnie wywiercić otwór w obudowie tak by zmierzyć temperaturę krzemu bez jego uszkodzenia?

    Można spróbować bezinwazyjnie. Złącze SD w Mosfecie tworzy pasożytniczą strukturę diody i można zbadać przyrost spadku napięcia. Wiadomo, że współczynnik temperaturowy takiego złącza to jakieś 2,25 mV / °C.
  • #29 20235921
    noel200
    Poziom 26  
    Mlody_Zdolny napisał:
    noel200 napisał:
    Weźmy najczęściej używany tranzystor w chińskich obciążeniach: IRFP260N. Da sie delikatnie wywiercić otwór w obudowie tak by zmierzyć temperaturę krzemu bez jego uszkodzenia?

    Można spróbować bezinwazyjnie. Złącze SD w Mosfecie tworzy pasożytniczą strukturę diody i można zbadać przyrost spadku napięcia. Wiadomo, że współczynnik temperaturowy takiego złącza to jakieś 2,25 mV / °C.

    Wybacz, ale nie rozumiem. Pomiędzy nóżkami dren i źródło tranzystora będzie zwiększał się spadek napięcia wraz ze wzrostem temperatury?
    Na diodzie wbudowanej w tranzystor tak?
  • #30 20235970
    Mlody_Zdolny
    Poziom 30  
    Tak, tak, do tego zależność spadku napięcia od temperatury jest liniowa.

Podsumowanie tematu

Dyskusja koncentruje się na znaczeniu radiatorów i systemów chłodzenia w elektronice, podkreślając ich rolę w odprowadzaniu ciepła z elementów elektronicznych, co jest kluczowe dla ich długowieczności. Uczestnicy forum dzielą się doświadczeniami związanymi z problemami przegrzewania, wymianą komponentów oraz różnymi metodami poprawy efektywności chłodzenia. Wskazują na konieczność eliminacji źródeł ciepła, a nie tylko walki z jego skutkami. Poruszają również kwestie dotyczące materiałów, konstrukcji radiatorów oraz ich właściwości termicznych, a także praktyczne aspekty doboru radiatorów do konkretnych zastosowań. Wspomniane są również problemy związane z jakością produkcji komponentów, takich jak oporniki i tranzystory, oraz ich wpływ na efektywność chłodzenia.
Podsumowanie wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA