[IlCF 0]

Конечно их нет, потому что однозначно корпус был весь залит термопастой и через нее тепло частично отводилось с термопада на радиатор. А иначе, с одним только радиатором, таких красивых графиков не получилось бы.

Ранее вы утверждали, что графики "показывают эффект применения термопасты". Ещё раз: вы признаёте, что охлаждает (на >40 при мощности в 1 Вт) всё-таки радиатор, прижатый к пластмассовому корпусу, а не термопаста сама по себе?

 

Однако тепловое сопротивление корпуса SO-8 составляет 2,6 К/Вт при отводе тепла через металлическое основание (thermal pad) и 27,8 К/Вт при отводе тепла через верх, т.е. на порядок хуже. <...> Поэтому если есть возможность устанавливать радиатор там, где тепловое сопротивление минимально, все остальные городушки малоэффективны.

Проведите эксперимент, установив прибор в корпусе ТО-220 металлом к радиатору и пластмассой к радиатору.

Что касается экспериментов, то они, как вы могли убедиться, уже проведены фирмой "ON Semiconductor" и говорят о том, что эффективность теплоотвода через пластмассовый корпус отнюдь не нулевая.

При этом не надо передёргивать и заниматься подменой тезиса: я нигде не утверждал, что крепление радиатора к пластиковому корпусу с точки зрения эффективности теплоотвода лучше или даже тождественно креплению к металлической подложке. Разговор шёл о том, что при использовании в качестве прижимной пластины дополнительного радиатора этот дополнительный радиатор тоже вносит существенный (а отнюдь не "нулевой", как утверждал wim) вклад в охлаждение.

 

Сами считали, проверяли? Алюминий у вас откуда, со свалки?

Интересно, фланцы на трубах тоже со свалки? А иначе зачем там понаделали такое количество отверстий по всему периметру, когда достаточно максимум двух болтов? Может быть, потому, что даже сталь толщиной 10-15 склонна к упругой деформации и потому не "прожмёт" прокладку по всему периметру?

 

И еще соображение о вредности второго радиатора. Толщина TO-220 всего 4 мм.

Это явно затрудняет конвекцию (надо 8..10 мм и выше).

Значит мы выключаем (уменьшаем теплоотдачу) одну сторону эффективного радиатора и одну сторону неэффективного.

(прижатых к металлу и неметаллу, соответственно)

Согласен. Но это справедливо только в том случае, если прижимной радиатор имеет большую площадь основания. Если площадь основания незначительно превышает площадь обычной прижимной пластины (скажем, 10х20 мм для ТО-220), то рассмотренным "экранированием" можно пренебречь. При этом, понятно, нужная площадь поверхности прижимного радиатора будет достигаться оребрением, перпендикулярным поверхности основного радиатора.

 

А, сколько я разглядывал конструкций известных брендов - двух-радиаторного способа охлаждения не видел.

Рассмотрите конструкцию "питальников" оверклокерских материнских плат. Там есть и нижний радиатор - это медь, к которой припаяны стоки-подложки (достаточно эффективный, не сомневайтесь), и верхний радиатор, прижатый через терморезинку к пластмассовым корпусам.

 

[wim 6]

вы признаёте, что охлаждает (на >40 при мощности в 1 Вт) всё-таки радиатор, прижатый к пластмассовому корпусу, а не термопаста сама по себе?

Вы меня допрашиваете что ли? Объясняю еще раз. Подробно.

Тепловое сопротивление корпуса SO-8 при отводе тепла через крышку 27,8 К/Вт.

Тепловое сопротивление радиатора 23,4 К/Вт.

Температура окружающей среды - что-то около 20 град.

Итого, для рассеиваемой мощности 1 Вт мы должны получить температуру кристалла:

20 + (27,8+23,4)*1 = 71 град.

На графике мы наблюдаем температуру примерно 57 град, т.е. на 14 град. меньше. Очевидно, что уменьшение теплового сопротивления достигнуто за счет создания дополнительного пути отвода тепла - от термопада через термопасту на радиатор. Никакого другого варианта уменьшить тепловое сопротивление корпуса в этом конструктиве не существует.

Примерно половина тепла отводится с термопада через толстый (толщиной с корпус SO-8) слой термопасты. Чего то тут непонятного?

 

Разговор шёл о том, что при использовании в качестве прижимной пластины дополнительного радиатора этот дополнительный радиатор тоже вносит существенный (а отнюдь не "нулевой", как утверждал wim) вклад в охлаждение.

Для меня 10% отвода тепла, т.е. разница в несколько градусов температуры кристалла несущественны.

[IlCF 0]

Тепловое сопротивление корпуса SO-8 при отводе тепла через крышку 27,8 К/Вт.

Тепловое сопротивление радиатора 23,4 К/Вт.

Что-то у вас тепловое сопротивление пластмассового корпуса и алюминиевого радиатора почти равны. А вообще, говорить о тепловом сопротивлении безотносительно к конкретной геометрии - безграмотно. Вы же не говорите "сопротивление меди - 2 Ома", а говорите, (условно) "Сопротивление километра медного провода диаметром 1 мм круглого сечения - 2 Ома". Вот и для теплового сопротивления имеют определяющее значение геометрические размеры объекта. Т.е. условно говоря, слой фторопласта толщиной 10 мкм может иметь меньшее тепловое сопротивление, чем слой меди толщиной 100 мм.

 

Но это всё детали. А главное - лимитирующей стадией всё равно будет передача тепла от поверхности твёрдого тела атмосферному воздуху, теплопроводность которого ничтожнна в сравнении и с металлом, и с пластиком, и с термоинтерфейсом. Потому единственным способом улучшения теплоотвода является увеличение площади теплоотвода.

 

А вообще, почитайте статью, которую вы же сами привели в пример - там и цифры тоже есть.

 

Примерно половина тепла отводится с термопада через толстый (толщиной с корпус SO-8) слой термопасты. Чего то тут непонятного?

Обычно применяется либо термопрокладка, либо термопаста. При этом слой термопасты стараются делать минимальной толщины, ибо её теплопроводность термоинтерфейсных материалов невелика. Что касается вот этой схемы из вашей статьи

то там, очевидно, только один слой ("Interface material"), а в тексте перед картинкой ясно сказано:

An interface material is necessary because the two surfaces are not perfectly smooth. Surface roughness creates small air gaps between the two surfaces, impeding heat flow from the package to the heat sink. The interface material fills in the air gaps. The two most common interface materials used are thermal pads and thermal grease.

То есть "Интерефейсный материал необходим, т.к. две поверхности не являются идеально ровными. Шероховатости поверхности создают маленькие воздушные зазоры между двумя поверхностями, препятствующие тепловому потоку от корпуса к радиатору. Два наиболее обычных материала (термо)интерфейса - это термопрокладка и термопаста".

[wim 6]

Что-то у вас тепловое сопротивление пластмассового корпуса и алюминиевого радиатора почти равны.

Специально для Вас - цитаты из статьи. Пожалуйста, не пишите многословно-нудно о вещах, не имеющих отношение к теме. При чем тут сопротивление меди?

Изменено 1 августа, 2016 пользователем wim

[IlCF 0]

И что вы этими цитатами хотели показать? То, что вполне конкретный радиатор Aavid Thermalloy #374124B60023G размером 23×23×18 mm имеет тепловое сопротивление 23,4 К/Вт при естественном охлаждении? А при принудительном охлаждении он имеет совсем другое тепловое сопротивление:

 

The Aavid Thermalloy #374124B60023G heat sink has a thermal resistance of 7.39° C/W for 200 LFM air flow.

И какой-нибудь другой радиатор тоже будет иметь другое тепловое сопротивление. Ещё раз повторяю: тепловое сопротивление - свойство конкретного корпуса или радиатора в конкретных условиях охлаждения.

 

Очевидно, что уменьшение теплового сопротивления достигнуто за счет создания дополнительного пути отвода тепла - от термопада через термопасту на радиатор.

Ключевое слово - на радиатор. Причём через термоинтерфейсный материал, т.е. либо через термопрокладку, либо через термопасту.

 

Никакого другого варианта уменьшить тепловое сопротивление корпуса в этом конструктиве не существует.

Как сказано в самом начале статьи, указанный корпус имеет припаиваемую к плате металлическую подложку с тепловым сопротивлением 1.3 К/Вт против 23.3 К/Вт у "обычного" корпуса и 7 К/Вт у корпуса из специального компаунда с высокой теплопроводностью. Так что варианты есть. Однако целью эксперимента было как раз выяснение эффективности охлаждения через корпус для обычного компаунда (23.3 К/Вт) и для улучшенного (7 К/Вт). Как показано на том самом графике, снижение теплового сопротивления корпуса в 3 раза и близко не даёт того результата, какой даёт прикрепленный на корпус радиатор размером 23×23×18 mm. И это не удивительно, ибо, как я уже говорил, лимитирующей стадией является отдача тепла от твёрдого тела воздуху. На теплопроводность воздуха мы повлиять не можем, а значит, единственный способ увеличения теплоотдачи (при заданной температуре) - увеличение теплоотдающей поверхности. Чтобы понять определяющую роль именно площади контакта с воздухом представьте, что мы поместили транзистор с радиатором в вакуум.

[Гость TSerg]

Не сильно-то нагреется излучением тела с температурой не более 70 градусов блестящий (не чернёный) алюминиевый

Блястященькие радиаторы делают китайцы по бедности. Там, где идет нормальное проектирование, мощности конвективную и излучения располовинивают. При температуре радиатора 70-80 С и черненном дюрале, имеем eps > 0.9 и это дает 6..7 Вт/м2*K при излучении в пространство (выносные радиаторы).

 

Да и вообще, что Вас понесло в разговоре на smd?

В топике, вопрос был о другом.

 

Если есть у Вас желание по-обсуждать вопросы применения дополнительного навесного радиатора к smd-компонентам - создайте отдельный топик и вперед.

Изменено 10 августа, 2016 пользователем Herz

[shurshik 0]

Собрал "Улучшенная схема электронной нагрузки с плавной регулировкой тока" (http://electro-tehnyk.narod.ru/docs/nagruzka.htm) следуя всем рекомендациям статьи.

В виде радиатора использован кулер GlacialTech Igloo 2410 с заявленным термическим сопротивлением 0,56 °С/Вт.

Напомню, максимальное термическое сопротивление IRF3205 кристалл-корпус 0,75 °С/Вт.

Напряжение питания электронной нагрузки и кулера 11,3 В. Температура окружающей среды 27 °С.

Нагружал схему блоком питания от ноутбука (19 В, 4,7 А максимум), компьютерным блоком питания и самодельным зарядным устройством. При этом измерял температуру над корпусом транзистора,

прижав термопару через небольшой кусочек ваты к месту маркировки,и под транзистором (сделав выточку в радиаторе кулера под транзистором). Во всех опытах использовалась

термопаста АлСил-3.

Получив температуру корпуса, можем подсчитать температуру кристалла по формуле для участка термического сопротивления кристалл-корпус tj = Rѳjc * P + tс, где tc - температура корпуса

(в нашем случает температура междукорпусом и радиатором).

В опытах 1-19 использовался блок питания от ноутбука (19 В, 4,7 А максимум). Транзистор из строя не вышел.

В опытах 20, 21 и 22 (использовался компьютерный блок питания) указаны интервалы изменения напряжения, тока, мощности и максимальная температура над транзистором, полученная во время опыта.

Транзистор из строя не вышел.

В опытах 23-26 использовалось самодельное зарядное устройство - момент выхода из строя показан символом X.

По моему, по результатам тестирования можно сделать выводы:

1 фактическое термическое сопротивление IRF3205 кристалл-корпус ниже 0,75 °С/Вт

2 при меньшем напряжении можно рассеять большую мощность (P = 104 Вт при V = 12 В) без выхода транзистора из строя

3 при данном устройстве электронной нагрузки, считаю возможным рассеивание на одном IRF3205 от 50 до 110 Вт при напряжении от 32 до 5 В соответственно.(надо бы прикинуть кривую допустимого

тока нагрузки от приложенного напряжения).

 

[Ydaloj 0]

считаю возможным рассеивание на одном IRF3205 от 50 до 110 Вт

вы регулярно грузите ваш автомобиль до разрешённой максимальной массы?

[HardEgor 64]

У Infineon для высокотемпературных датчиков, конкретно для TLE4982-HT, есть такая таблица:

Т.е. работать будет, но недолго :)

 

[shurshik 0]

вы регулярно грузите ваш автомобиль до разрешённой максимальной массы?

Полезная грузоподъемность моего автомобиля 420 кг. Нагружаю его по разному, но на эту цифру ориентируюсь постоянно.

[Гость TSerg]

По моему, по результатам тестирования можно сделать выводы:

- фактическое термическое сопротивление IRF3205 кристалл-корпус ниже 0,75 °С/Вт

Это Ваши личные оверклокеровские выводы и нормальному разработчику они не интересны.

[Егоров 0]

вы регулярно грузите ваш автомобиль до разрешённой максимальной массы?

Хорошее замечание.