Recomandare izolatori tranzistori putere

[stryx]

Scuze ca ma bag in discutie.

La o cautare rapida am gasit asa ceva: https://sound-au.com/heatsinks.htm

In tabelul 1A sunt trecute niste valori generale pentru mai multe materiale.

 

[Vizitator]

Acum 3 ore, sk24bpo a spus:

Regula este simpla: toate conductoarele termice sunt si conductoare electrice si invers, toate izolatoarele termice sunt si izolatoare electrice.

 

Izolatori din metal pentru capsule TO-3. Posibil aluminiu (eloxat) dar nu sunt sigur, nu eram atat de plictisit incat sa incerc sa vad ce si cum eventual compromitandu-i degeaba...

Erau utilizati intr-un aparat Rohde & Schwarz care la vremea lui a costat o caruta de bani, este de ajuns sa spun ca era dotat cu noutatea absoluta a acelor ani, si anume primul microprocesor disponibil comercial (I4004, pe... 4 biti!)..

 

P.S. nu foloseau vaselina siliconica, insa aceasta am adaugat-o eu, ocazie cu care am facut si pozele.

 

 

 

Editat Decembrie 29, 2021 de Vizitator

[marius75]

Acum 2 ore, Marian a spus:

Si dau exemplul de la sarcina mea activa unde disip maxim 50W pe fiecare tranzistor, chiar si cu 0,25*C/W ca rezistenta termica a izolatiei, tot sunt 12,5*C diferenta de temperatura intre capsula si radiator din cauza izolatiei. 

 

 

Iti dai seama ca transferul de caldura intre trz (masa foarte mica) si radiator (masa foarte mare) nu se poate produce instantaneu nici in conditii perfecte de contact termic. Probabil acea diferenta de 12 grade apare la cateva minute de la pornire, dar dupa o ora de functionare diferenta intre trz si radiator este mult mai mica, insesizabila. Pentru a compensa diferenta de mase e bun un radiator cu masa mica si suprafata mare, puternic ventilat (gen cooler PC) desi mie nu-mi place, dar eficienta nu poate fi contestata. Poti incerca sa pui pe unul din trz un cooler de Pc (inclusiv mica si pasta termoconductoare) si o sa vezi ca acele 12 grade vor deveni 7-8 grade maxim sau mai bine zis acel trz va ramane mai rece decat ceilalti desi intre el si cooler e aceasi mica si pasta ca la ceilalti.

...................

Cred ca se insista prea mult pe impactul care il are foita de mica asupra transferului de caldura, dar si cele mai fitzoase amplifuri tot foita de mica si pasta termoconductoare au pe trz/radiatoar

 

Editat Decembrie 29, 2021 de marius75

[c_anicai]

Eu am taiat radiatorul si am pus fara izolatie, e mult mai ok. Suporta cca 200w acest radiator mic suflat de un ventilator de 8cm la cca 5-6mii rpm. Pentru audio nu cred ca e ok fiindca e zgomotos  ca un aspirator. Partea activa cu aripioare e cca 8x8cm.

Editat Decembrie 29, 2021 de c_anicai

[c_anicai]

la mine e pt un invertor de sudat si nu cred ca trebuie asa ceva, pe alea mici am puse doua igbt-uri iar la unul din ele am un senzor care ma alerteaza cand depaseste 80 grade iar pe ala mare sunt doua diode in paralel fiecare de  2x30A care duc un curent de cca 90 amperi.

 

Editat Decembrie 29, 2021 de c_anicai

[sesebe]

Acum 34 minute, marius75 a spus:

 

Iti dai seama ca transferul de caldura intre trz (masa foarte mica) si radiator (masa foarte mare) nu se poate produce instantaneu nici in conditii perfecte de contact termic. Probabil acea diferenta de 12 grade apare la cateva minute de la pornire, dar dupa o ora de functionare diferenta intre trz si radiator este mult mai mica, insesizabila. Pentru a compensa diferenta de mase e bun un radiator cu masa mica si suprafata mare, puternic ventilat (gen cooler PC) desi mie nu-mi place, dar eficienta nu poate fi contestata. Poti incerca sa pui pe unul din trz un cooler de Pc (inclusiv mica si pasta termoconductoare) si o sa vezi ca acele 12 grade vor deveni 7-8 grade maxim sau mai bine zis acel trz va ramane mai rece decat ceilalti desi intre el si cooler e aceasi mica si pasta ca la ceilalti.

.........

 

Aici nu ai dreptate!

Diferenta este data de puterea disipata înmulțita cu rezistenta termica.

Știi tu ceva dar nu știi bine sau nu  complet.

Inertia termica a radiatorului nu încurcă ci ajuta. Am lucrat citiva ani în dezvoltarea unui sistem de masurat impedante termice și știu foarte bine ce spun. Din păcate nu pot da informații mai detaliate - secret de serviciu ca să zic asa. 

Cind am sa ajung la calculator, și, dacă nu uit, am sa caut informații publice pe net și pun link. 

Fiecare schimbare de material, fiecare variație a dimensiunilor materialului pe măsură ce ne îndepărtăm de sursa de căldură se comporta ca un circuit R-L-C ce produce modificări ale vitezei de variație a temperaturii începind de la interval de sub 1 milisecunda (la nivelul pastilei de siliciu - eu am reușit sa masor chiar și la sub 10 microsecunde) pina la intervale de ore pt radiatoare cu masa termica mare. Dacă știi funcționarea circuitelor microstrip asa este și aici dar e vorba de energie termica nu electrica. Poți găsi la tranzistori (și nu numai tranzistori) de putere în datasheet un grafic cu impedanta termica. Din cauza acestei impedante (inerții) termice în graficul SOA ai sa vezi ca la pulsuri scurte tranzistorului poate disipa puteri instantanee mai mari și scade pe măsură ce creste lățimea pulsului. 

 

[marius75]

Ce am vrut eu sa spun e ca la pornire (primele minute) pot aparea diferente intre temperatura trz si cea a radiatorului chiar daca exista un contact termic perfect. Adica sa nu aruncam toata diferenta de temperatura pe mica si pasta termo.

De exemplu, cand testam un amplificator cu probleme/oscilatii, pastila trz se incalzea de nu puteam tine mana (frigea la propriu), in timp de radiatorul destul de masiv era rece. Intr-adevar, radiatorul mare ajuta trz sa nu se supraincalzeasca in timp, dar diferente de temperatura pot exista, mai ales daca trz este fortat, radiatorul nu preia instantaneu aceeasi temperatura cu trz (tocmai din cauza diferentei de masa). Daca punem un radiator de 2cmp, acela va prelua mult mai rapid temperatura trz, ca nu va putea sa disipe aceea caldura, asta e alta poveste.

LE: Intr-un fel recunosc ca mica si pasta termo incetineste transferul termic ( e logic, alt material, are o anumita grosime, etc) dar nu e chiar asa grav incat sa riscam sa punem alte materiale care sunt mai subtiri si pot aduce mai mult probleme decat beneficii.

 

Editat Decembrie 29, 2021 de marius75

[validae]

Exemplul tău cu pastila de siliciu fierbinte comparativ cu radiatorul rece e un exemplu clar al rezistenţei termice a pastei de transfer sau a izolatorului intermediar.Inerţia termică nu are treabă cu diferenţa de temperatură dintre cele două suprafeţe ci doar cu rezistenţa termică.Am un COB cu leduri plasat pe un radiator imens de cupru.Stă zile întregi aprins, iar când pui mâna pe radiator e călduţ doar, în timp ce dacă apeşi cu degetul pe cipurile COB se simte fierbinte de frige.Deci o diferenţă mare la distanţă de zile de funcţionare, deja ar fi trebuit să se apropie cele două temperaturi.Dar nu se întâmplă asta, deşi am pus pastă termică între cele două şi-s strâns lipite.

Dacă ai privi la nivel microscopic suprafeţele capsulei şi a radiatorului, ai observa că sunt ca două cartoane de ouă suprapuse.Între ele vor exista inevitabil nişte spaţii cu aer, ce e un bun izolator termic şi înrăutăţeşte transferul dintre cele două suprafeţe rugoase.Umplând spaţiile existente cu o pastă ce elimină aerul şi are o conductibiltate termică mult mai bună decât el, transferul e căldură e mult îmbunătăţit, dar e departe totuşi de un transfer ideal.

[c_anicai]

eu  folie siliconica de gen cum este la tranzistorii din sursele pc  nu mai folosesc, am patit ca stratul de cositor de pe suprafata igbt-ului sau mosfet-ului sa se increteasca dupa textura foliei de la temperatura si pe radiatoare aveam senzor bimetal care n-a decuplat,

deci a atins ceva grade daca s-a topit stratul de cositor de pe partea metalizata a tranzistorului.

 

Editat Decembrie 29, 2021 de c_anicai

[Marian]

Nu stiu ce experimente ai facut tu dar padurile alea siliconice gri de pe la surse ATX au rezistenta termica mai mica decat izolatorii de mica, adica asigura o diferenta de temperatura mai mica intre capsula si radiator.

 

@marius75 inertia nu are legatura cu rezistenta termica.

Cu cat avem rezistente termice mai mici ( jonctiune-capsula, capsula-radiator, radiator ambient ) cu atat intertia e mai benefica pentru tranzistor pentru ca asa cum zice @sesebe ajuta tranzistorul sa disipe mai mult pe perioade scurte sau foarte scurte de timp ( uneori mult mai mult ).

 

In schimb rezistenta termica este ceea ce asigura regimul termic la functionarea continua, deci cele 12*C diferenta din exemplul meu se vor regasi permanent. Imagineaza-ti cele 3 rezistente termice ca parti componente ale unui divizor in care injectezi un anumit curent, pe fiecare rezistenta pica o anumita tensiune permanenta, la fel si aici, pe fiecare rezistenta termica "pica" o anumita temperatura, si nu are legatura cu inertia si nici cu masa radiatorului.

[c_anicai]

Acum 2 ore, Marian a spus:

Nu stiu ce experimente ai facut tu dar padurile alea siliconice gri de pe la surse ATX au rezistenta termica mai mica decat izolatorii de mica, adica asigura o diferenta de temperatura mai mica intre capsula si radiator.

 

Am fortat sa scot peste 100amperi pe doua igbt-uri si doua diode de 2x30A, probabil padurile siliconice nu transfera caldura suficient pentru asa ceva insa pusi fara izolatie doar cu pasta nu mai am astfel de probleme.

Editat Decembrie 30, 2021 de c_anicai

[Marian]

N-ai inteles ce ziceam, dar la cum pui lucrurile nici nu ma mira...

Te-ai gandit macar o clipa ca daca ajungi in punctul in care izolatia nu face fata temperaturii, sistemul este foarte prost gandit/calculat/dimensionat?

50A per tranzistor, cu o saturatie tipica de pana la 2V sau chiar mai mult inseamna minim 100W disipatie per capsula, si asta doar cea in conductie directa, la ea se adauga disipatia de la pierderile in comutatie, daca si acolo ai 10-15W ( asa cu indulgenta ) atunci pana si izolatiile bune ( sub 0,5*C/W ) "pierd" minim cateva zeci de *C, deci e normal sa nu faca fata fara un monstru pe post de radiator.

Apoi, cum mama masii sa disipi omule peste 100W doar cu o capsula? 

Nu stiu cum e posibil ca cineva cu experienta ta pe forum sa invete atat de putina electronica...

[c_anicai]

1,6v la 40A au cadere igbt-urile folosite dar nu ajung la acest amperaj, diodele se incalzesc mai tare si am calculat eu ceva ceva, important e ca fara izolatie intre capsula si radiator n-am probleme la cca 90A pe radiatorul asta si mai am altul de aproximativ 4 ori mai mari radiatoarele unde scot cca 110A, ambele pe moment cu cate doua diode duble.

 

Intamplarea cu padurile de silicon a fost din amintiri, pataniile de la inceputuri insa cum am facut ultimul radiator ce am pus poza nu cred ca se putea face sub nici o forma mai bine de atat conditionat fiind la spatiu si dimensiunea acelui radiator raportat la performantele de racire, orice solutie industriala care am vazut e mult mai voluminoasa.

Editat Decembrie 30, 2021 de c_anicai