Jump to content

    

Michael Michael

Участник
  • Content Count

    28
  • Joined

Community Reputation

0 Обычный

About Michael Michael

  • Rank
    Участник

Recent Profile Visitors

191 profile views
  1. Тепломассообмен столь же неисчерпаем, как и атом) Вот термическая модель (см. рис. termal model two polygons and vias в приложении): два зеркальных (то есть с обеих сторон платы, перекрывающихся) полигона, "прошитые" VIAs. Источник тепла для рассеивания может находиться с любой стороны платы. Для конкретности и в продолжение своей линии в теме, взял данные из своего примера, отвод тепла от футпринта SOT89 (см. выше по теме). Плата FR4, 1.5мм; 12 VIAs 0.5/1; медь полигонов 50 мкм, медь VIAs 25мкм. Площадь каждого образующего полигон прямоугольника 10х6.75 = 0.675 см. кв. Площадь hole всех VIAs 9.425 мм кв., то есть, эффективная площадь каждого полигона 0.58 см кв. Тепловое сопротивление каждой VIA 95.5K/W, делим на 12, тогда (см. модель) Rvia_cop = 8K/W. ***************************************************************************** Ну и дальше что? Смотрим рисунок с моделью termal model two polygons and vias . Тепловые сопротивления, отводящие тепло в текстолит платы за счет теплопроводности, Rpl_board и Rvia_board, не знаю как считать, поскольку мне в формуле R = L/(S*λ) непонятно, в данном случае, что понимать под L. ***************************************************************************** С тепловыми сопротивлениями, отводящими тепло в воздух за счет конвекции, тоже не лучше. Часто делал в плате отверстия, не переходные, а чтобы воздух свободно проходил, для конвекции. Есть либо конкретный минимальный диаметр, ниже которого не стоит рассчитывать на конвекцию, либо есть для этого соотношение между диаметром и толщиной платы. Ну вот сейчас напрочь забыл. Гуглил, да не выгуглил). Если кто в курсе, прошу напомнить. Поэтому пока интуитивно) сопротивлением Rvia_air пренебрегаем (d = 0.5мм). Остается определить сопротивление, отводящее тепло в воздух от полигона Rpl_air = 1/(S*α). ***************************************************************************** Коэффициент теплоотдачи α для воздуха при расчете конвекции от плат, радиаторов и т. д., это ещё тот конь в мешке. Например, Мелешин В. И. (Транзисторная преобразовательная техника, 2005) ориентировочно принимает для воздуха α = 10W/(m*m*K). Здесь m - это метр, а K - это градус температуры, в данном случае Кельвин, как более простой символ в наборе текста, чем Цельсий). Пока не забыл. В приложении к этому посту, в текстовых докУментах, мной сделаны закладки (если файл PDF), чтобы легко было можно найти, на что именно я хочу обратить ваше внимание. Но не только Мелешин так ориентировочно принял), многие товарищи решили к нему присоединиться, и если вступить в их ряды, тогда по формуле, тепловое сопротивление конвекции составит дикую цифру 1000K/W на 1 см кв. поверхности! На самом деле все знают, что с определением этого важнейшего для расчетов параметра (в каждом конкретном случае) всё гораздо (сильно-сильно!) сложней. Первые под рукой примеры того, попавшиеся, как они в приложении идут, так и посмотрите, не забывая про закладки) Очень близко к моему мнению и прямо по теме топика документ PDF, обозначенный Осинкина М. Е. Это сборник, в котором заложена статья РАССЕИВАНИЕ И ОТВОД ТЕПЛА С ПОМОЩЬЮ МЕДНЫХ ПОЛИГОНОВ В МНОГОСЛОЙНОЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ ***************************************************************************** цитата Leka Нет, для воздушного охлаждения перекрывающиеся площади полигонов не складываются. Вы не могли бы пояснить, почему? Они вычитаются, что ли? Как я представляю, показано на рисунке termal model two polygons and vias в приложении. Полигоны на слоях платы top и bottom совершенно одинаковые, расположены зеркально друг над другом и "прошиты" VIAs. Последовательная цепь из теплового сопротивления VIAs Rvia_cop = 8K/W и теплового сопротивления полигона Rpl_air = 1/(S*α) подключается параллельно тепловому сопротивлению того полигона, на который подается тепло, требующее рассеяния. Все совершенно симметрично. Сопротивление VIAs Rvia_cop = 8K/W явно сильно меньше сопротивления Rpl_air = 1/(S*α), это значит, что площади полигонов можно спокойно суммировать при расчете. Можно найти достаточно докУментов и сослаться на многих авторов, которые думают так же. Даже в темах этого форума и этого раздела. Площадь пластины радиатора считают с обоих сторон. А здесь в чем разница? ***************************************************************************** цитата Leka Для мелких полигонов считать сложно (много дополнительных факторов), да и не нужно, просто взять из даташита. А вот для больших полигонов считать проще, ошибка не будет большой при отбрасывании второстепенных факторов. Полигон 6[см**2] дает примерно: 500[град/Вт] / 6 = 83 [град/Вт]. Складываем с Rjs = 16[град/Вт] (таблица 7), получаем Rja = 99 [град/Вт]. Сравниваем с точным значением из таблицы 7, Rja = 93 [град/Вт], ошибка небольшая. Даташит о котором речь - BCX54_SOT89 в приложении. Там сказано, что дополнительные полигоны 1 см кв. и 6 см кв. - с одной стороны платы. Тепловое сопротивление конвекции принято иногда считать 1000K/W на 1 см кв. поверхности, что отмечено у меня в этом посте и о чем вы и сами писали: цитата Leka 1 кв.см плата-воздух, 1 сторона -1000град/Вт, 2 стороны - 500град/Вт. Но, тогда почему цитата Leka Полигон 6[см**2] дает примерно: 500[град/Вт] / 6 = 83 [град/Вт]. Это ошибка, должно быть 1000/6 = 166.7 K/W, следовательно и дальше... ***************************************************************************** цитата Leka Советую подумать над пунктами [1] [4] [5] таблицы 7 для корпуса sot1061 - простое добавление дополнительных слоев меди, без переходных (!!!), вдвое уменьшило тепловое сопротивление стандартного футпринта, и еще вдвое - с небольшим (1кв.см) полигоном. Здесь имеются в виду внутренние слои меди. Да, интуитивно это понять сложно (для меня). Если сказать, что объем меди в(на) плате увеличился... но слои тонкие. Пока у меня только одно предположение. Тепловые сопротивления, проводящие тепло в плате за счет теплопроводности, для моего примера, получаются такие. В направлении, вдоль слоя меди, 1 см шириной на длину 1см, тепловое сопротивление составит 1e-2/((50e-6*1e-2)*400) = 50 K/W. В направлении, вдоль текстолита, 1 см шириной на длину 1см, тепловое сопротивление составит 1e-2/((1,5e-3*1e-2)*0,2) = 3333,3333333 K/W. В направлении, по толщине слоя меди, на 1 см кв., тепловое сопротивление составит 50e-6/((1e-2*1e-2)*400) = 0,00125 K/W. В направлении, по толщине платы, на 1 см кв., тепловое сопротивление составит 1,5e-3/((1e-2*1e-2)*0,2)=75 K/W. Другими словами, от какого-то локального очага на плате, тепло, вдоль текстолита платы крайне хреново распространяется (3333,3333333 K/W на 1 см шириной, на длину 1см) . А вот поперек текстолита сильно лучше, поскольку толщина 1.5 мм. Поэтому, когда тепло локального источника на поверхности платы, идущее поперек текстолита (75 K/W, на 1 см кв.) достигает первого внутреннего медного слоя, оно распространяется по нему во все стороны относительно легко (50 K/W, 1 см шириной на длину 1см). Поперек медного слоя сопротивление вообще ничтожное (0,00125 K/W на 1 см кв.), поэтому медный слой передает практически все полученное тепло следующей прослойке текстолита от всей своей медной площади. Ну и далее понятно... ...из такого рассуждения видно, насколько важно соединять внешние и внутренние полигоны, предназначенные для отвода тепла, посредством VIAs. К сожалению, в приложении доступный объем всего 5М, поэтому, когда начал прицеплять текстовые докУменты, хватило места только на один из приготовленных семи) Размер шрифта вставленного текста гуляет сам по себе. И не выставляется, как должно, при попытке изменить. Интервал между словами в строке, после вставки текста, тоже изумляет. Рисунок с моделью планировалось вставить после первой строки текста, как вставилось - видите... Вес файла Осинкиной 4М - стал 3М. Пока не понял, где собаки...) Осинкина М. Е..pdf
  2. Да. И емкость конденсатора надо взять в два раза больше, чем с мостом.
  3. А что тогда берем? Конденсатор 1uF при напряжении сети 230Vrms (это такой у нас ГОСТ сегодня и уже давно, а не 220Vrms) и если он работает на мост, создаст ток DC в низковольтной нагрузке или при КЗ, чуть больше 60mA. Эквивалентный (по току) дроссель это примерно 10 Генри. Пилите... то есть, мотайте... ...Да надо посмотреть (в модели?) не вылезет ли еще какая-то фигня, например, при включении\выключении. А зачем?
  4. В омах измеряется сопротивление, а не проводимость. Смутно припоминаю) Но, то, что электроды изолированы, я не догадался. Хорошо, что сказали. У меня, наверное, тоже были изолированы, просто забыл. А дальше я запутался. Вы разве не емкость хотите измерять? То есть, вас интересует именно емкость, все-таки. А эта тогда фраза ? Так емкость или что? Как принято говорить сегодня, "или где" )
  5. ТС мог бы нарисовать эквивалентную схему датчика. Ну, емкость названа - 10...100pF. А какие резисторы и их порядок... военная тайна) В начале века довелось делать определитель (условно) "рис - просо" с емкостным датчиком. Причем, габариты всего девайса - примерно, гильза от ружья. Выходной интерфейс - токовая петля 4-20мА. А измеряемые емкости маленькие, относятся как 12pF и 15pF. Температурный диапазон, почему-то, до -40 градусов. Предыдущие ораторы пытались построить генератор на ОУ, у которого от емкости изменялась бы амплитуда, потом на ОУ точный детектор и ... Неизвестно, как все это влезло бы в корпус, да и ОУ уже не коммерческого температурного диапазона. Я взял советскую микросхему К564ЛА7. Считаем все логические элементы одинаковыми. На входе одного элемента образцовая емкость NPO. На входе другого элемента емкостный датчик, Cx. На оба входа через одинаковые резисторы подается логический сигнал 0\1. При подаче 1 начинаются гонки экспонент. Ну, далее понятно. Но, у меня вся эта пшеница была сухая) ...В общем случае, один резистор или оба могут быть перестраиваемыми генераторами тока.
  6. Слово <задача> здесь некорректно использовано, на мой взгляд и слух) Задача может быть у субъекта. Подойдет, что-то вроде - свойство, параметр, характеристика. Например, ТОЭ (Бессонов): Глава вторая ... индуктивность и емкость как параметры электрических цепей. Но не задачи же электрических цепей)
  7. А вот смотрите: Транзистор BCX54, корпус SOT89 (см. приложение PDF BCX54_SOT89 или PDF BCX54_SOT89_rus ) Ptot (Tamb = 25◦/C) = 0.5W ...standart footprint Ptot (Tamb = 25◦/C) = 0.95W ...mounting pad for collector 1 cm (square) Ptot (Tamb = 25◦/C) = 1.35W ...mounting pad for collector 6 cm (square). См. также Power derating curves для SOT89, кривая 2 Считаем два полигона 2*(10*6.75) = 1.35 см. кв., медь 50 мкм . Считаем, что 12 переходных 0.5/1, медь 25мкм = 6 переходных, медь 50мкм; тогда: FR4 PCB 1.5mm; 6*(Pi*0,5*1,5)= 0.14 см. кв. 1,35+0,14=1,49 см. кв.; медь 50 мкм. Мой вывод: 0.5W уверенно этот квази радиатор должен превозмочь при довольно приличной температуре Tamb, см. кривую 2, Power derating curves для SOT89. ************************************************************************* ...Скажите, Киса, как художник художнику, вы рисовать умеете? (С) Вот я нарисовал для оценки и расчетов термическую модель выше помянутого радиатора. В этой модели: Rja - тепловое сопротивление между p-n-переходом и воздухом Rjc - тепловое сопротивление между p-n-переходом и корпусом Rfp_air - тепловое сопротивление между футпринтом и воздухом Rfp_board - тепловое сопротивление между футпринтом и текстолитом платы Rth_br - тепловое сопротивление термобарьера между футпринтом и полигоном bottom Rpl_air - тепловое сопротивление между полигоном (bottom либо top) и воздухом Rpr_board - тепловое сопротивление между полигоном (bottom либо top) и корпусом Rvia_air -эвивалентное тепловое сопротивление между медью всех VIA и воздухом Rvia_board - эквивалентное тепловое сопротивление между медью всех VIA и текстолитом платы Rvia_cop - эквивалентное тепловое сопротивление всех VIA между полигонами bottom и top ************************************************************************************* ...караул устал (С), продолжение следует. Можно пока обругать или надоумить) BCX54_SOT89.pdf BCX54_SOT89_rus.pdf
  8. Возьму небольшой тайм-аут на подготовку, чтобы с цифрами в руках вернуться) Это интересно, вот и посчитаем. Leka, а пока, что вы скажете об этой работе (в приложении). тепло на плате.pdf
  9. Текстолит 2мм ни разу не приходилось использовать. Обычно 1.5мм, редко 1мм. На этой плате - 1.5мм. Это уже на 33 процента изменяет ваш расчет. Я по возможности стараюсь не делать то, чего могу не делать. В этом конкретном случае нет необходимости тепловых расчетов, все вполне очевидно. Полигоны зеркальные (10х6.75), 12 переходных 0.5/1; рассеиваемая мощность порядка 0.5W - ну, что плохого-то? Вообще, ваш подход - не нужно металлизации отверстий для передачи тепла на полигон с другой стороны платы, да вообще не надо параллелить полигон - удивляет... Раньше я не встречал подобного, поэтому и вступил в разговор. Попробую сам провести расчеты, благо, примеров, чужих и своих, достаточно. Просто, еще раз отмечу - так делают многие, вполне уважаемые фирмы. Что-же, они все идиоты? Такое соображение расхолаживает от расчетов...) ...Элементы на приведенном фрагменте довольно свободно стоят - это сетевая сторона.
  10. Это вечный вопрос - эффективность отвода тепла и термобарьер. Нельзя впечатать пад в полигон, не дадут. Но это лучше, чем просто один футпринт.
  11. Высокие Стороны достигли консенсуса...) Маленький пример платы
  12. Ну и сколько отведет "пучок проводов без снятой изоляции, обжатый посередине в мелкой втулке", 3W отведет? Реально, например, ключ флая ватт на 100, с универсальным входом, при самом низком входном напряжении, можно его на пластмассовый радиатор поставить? Задача... Я имел в виду, что есть футпринт, от которого с помощью полигона отводится тепло. С обратной стороны платы есть свободный зеркальный полигон. И я видел много раз (на чужих платах), что посредством металлизированных переходных отверстий тепло распределяется на два этих полигона. И сам так делал. А вы утверждаете, что не надо никакой металлизации отверстий. Что удивляет...)
  13. По поводу пластиковых радиаторов. Несколько лет назад довелось проектировать серию адаптеров, они выпускаются и продаются (см. в приложении пример). Ну и там, конечно, был термопрогон - при полной нагрузке, в неудобном (для отвода тепла) положении корпуса... через час... два... три... Измеряем температуру корпуса в нескольких точках, открываем крышку и смотрим температуру на ключе и трансформаторе. И тогда пришла мысль - а если бы пластмасса корпуса имела хорошую теплопроводность... для адаптера это просто находка. Погуглил... да, несколько статей нашел, но, самых общих. Ничего конкретного, чтобы можно было вот прямо взять и заказать. Болтовня одна. Если провести опрос - много ли здешних посетителей прикручивают свои транзисторы к пластмассовым радиаторам? Думаю, практически никто. А то, что если хотим, чтобы фольга с одной стороны платы и с другой стороны платы, совместно, рассеивала тепло от некоего футпринта - а переходные отверстия должны быть без меди... юмор не оценил. Как говорится, ну и шутки у тебя, боцман...)
  14. Есть медь с одной стороны платы, и медь с другой стороны платы, а также медь в переходных отверстиях. По сути, радиатор. Вполне разумно стремиться как-то эти три меди, максимально хорошо, с точки зрения максимальной отдачи тепла, оптимизировать. И тогда, такой вопрос для школьной олимпиады, что лучше - маленькие переходные отверстия или большие.