Z ciepłem jest tak samo, jak z prądem: ciepło przepływa poprzez element przewodzący ciepło (analogia: element przewodzący prąd) od miejsca cieplejszego (analogia: od miejsca o wyższym potencjale, czyli napięciu), do miejsca chłodniejszego. Aby przesłać określoną ilość ciepła (analogia: ilość prądu), przy określonej różnicy temperatur (analogia: spadek napiecia), musimy dysponować elementem przewodzącym (analogia: przewodem) o określonej przewodności, lub odwrotnie: oporności termicznej (analogia: przewodem o określonej oporności elektrycznej).
A teraz UWAGA: jeśli w tranzystorze wydzieli się 100W ciepła, a oporność termiczna między ZŁĄCZEM (w którym wydziela sie ciepło) a OBUDOWĄ tranzystora jest 1 stopień na wat (dla 2N3055 jest ok. 1,2°C/W), i obudowę tranzystora będziemy utrzymywać w temperaturze 25°C, to złącze będzie miało temperaturę o 100°C wyższą. Ale utrzymywamie temperatury obudowy na poziomie 25°C nie jest proste, to da się zrobić tylko z CHŁODZENIEM WODNYM, jeśli woda chłodzaca będzie miała odpowiednio jeszcze niższą temperaturę.
W warunkach rzeczywistych miedzy złączem, gdzie wydziela się ciepło, a otoczeniem, do którego ciepło jest oddawane, jest cały łańcuszek oporności termicznych:
- oporność termiczna wewnatrz tranzystora, między złączem, a obudową - tą wartość podaje katalog jako Rth - oporność termiczną,
- oporność termiczna między obudową tranzystora, a radiatorem, ta oporność przy posmarowaniu pastą silikonową powierzchni stykających się, można przyjąć ok. 0,5°C/W, a jesli stosujemy przekładkę mikową, to jeszcze o 1°C/W więcej,
- oporność termiczna od radiatora do otoczenia, ta oporność zależy głównie od geometrii (wielkość, grubość, ew. żebra) radiatora, a także od materiału (miedź - aluminium), obróbki (piaskowanie - czernienie), pozycji (pozioma - pionowa) i ruchu powietrza (chłodzenie swobodne, lub nadmuch).
Dla radiatora z blachy AL o grubości 2mm i powierzchni 100cm2, ustwionego pionowo, oporność termiczna przy chłodzeniu swobodnym jest ok. 8°C/W.
A teraz przykład obliczeniowy:
tranzystor 2N3055 (wewnętrzna oporność termiczna 1,2°C/W), mocowany bez podkładki (oporność 0,5°C/W) na radiatorze 100cm2 (oporność 8°C/W), wydzielona w tranzystorze moc 10W.
Suma oporności terrmicznych 1,2+0,5+8=9,7°C/W, moc 10W powoduje zatem podwyższenie temperatury złącza o 97°C ponad temperaturę otoczenia (np. 40°C), czyli temperatura złącza wyniesie 137°C. To jest jeszcze wartość dopuszczalna.
Gdyby radiator miał tylko 50cm2, to jego oporność termiczna by była 2 razy większa, czyli 16°C/W, a ten sam tranzystor miałby warunki chłodzenia 1,2+0,5+16=17,7°C/W, i moc 10W spowodowała by podgrzanie złącza o 177°C ponad temperaturę otoczenia (np. 40°C), czyli do 217°C, co jest już temperaturą NIEDOPUSZCZALNĄ.
Czy teraz to jasne?
http---www.national.com-ds-LM-LM117.jpg
(104.63 KB)
Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.
... co z jakimkolwiek radiatorem chłodzonym powietrzem jest niemożliwe 
