Перейти к содержанию
    

нужно объяснить внутреннему заказчику почему алюминиевый корпус лучше стального

Изделие - блок питания с небольшом узлом управления. Корпус для китайцев вполне стандартный - алюминиевый "кирпич" вроде вот такого но без вентилятора внутри https://mysku.ru/blog/china-stores/50067.html  - картинка просто первой попалась . Мощность 250 ватт. с ККМ. Первые пару тысяч сделали в китайских корпусах. За почти 2 года ни одного возврата. Сейчас сделали небольшую партию   корпусах из оцинкованной стали. Сделали в России. Сделали потому что с китайским производителем возник конфликт. О корпус охлаждаются входной диодный мост, диоды в ККМ,  сапрессоры в снаббере выходной диод и ключ на выходе. Охлаждаются или через силиконовые колпачки или через керамонаполненные резиновые прокладки. MOSFETы ККМ и основного преобразователя стоят на своих радиаторах не касающихся корпуса. Китайские корпуса были из листа 1.8 мм днище и 1 мм крышка. Оцинковку взяли толщиной 0.5 мм, чтобы корпус стал по легче. Конструктор уверяет что поверхность отдающая тепло в воздух у этих корпусов практически одинакова. Пока разница видна только во внутренних поверхностях многочисленных вентиляционных отверстий. На получасовом прогоне новой партии на 200 ватт один экземпляр полыхнул с дымом и искрами. Но до прогона тесты никакой аномалии не выявили. Автор идеи стального корпуса кивает на брак компонентов. Разработчики не соглашаются. Вот чутьем я понимаю что сталь дешевле и китайцы экономящие на всем давно бы ее использовали но они все делают из алюминия. Алюминий лучше проводит тепло чем сталь но как это сможет отразиться на работе устройства я грамотно объяснить не могу. Мне хотя бы в процентах понять к какой потери мощности готовиться в таком корпусе. Не влияет ли цинковое покрытие на теплопередачу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Не цинковое покрытие влияет на теплопередачу, а материал теплоотвода и его толщина. Это очевидно. Ваш конструктор ухудшил сразу оба эти параметра. В результате тепло от нагревающихся компонентов просто не успевает отводиться в стороны. Поэтому поверхность, отдающая тепло в воздух, хоть и осталась той же площади, но не работает. Для наглядности посмотрите тепловизором на корпус из алюминия и на стальной при тех же условиях. Желательно при максимальной загрузке.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

C точки зрения теплопроводности - однозначно ухудшил в разы, но толщина с тепловым сопротивлением напрямую связана. Поэтому, по толщине в совокупности надо смотреть. Но малая толщина уже ухудшит распространение тепла в стороны в толще металла и тепловое пятно на внешней стороне сузится. Возможно это тоже учитывалось.

P.S. А чтобы доказать кому-то - посчитайте перепад температур на поверхностях через тепловые сопротивления, взяв почти любую книгу по теплопроводности, либо какую-то программу моделирования, если сможете.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, vldmr86 сказал:

Алюминий лучше проводит тепло чем сталь но как это сможет отразиться на работе устройства я грамотно объяснить не могу. Мне хотя бы в процентах понять к какой потери мощности готовиться в таком корпусе. Не влияет ли цинковое покрытие на теплопередачу.

Называется тепловое сопротивление. Про него во всех даташитах пишут.

Это сколько градусов упадёт на Ватт передаваемого тепла от транзистора до поверхности. Напрямую зависит от коэфф. теплопроводности - у алюминия оно выше в несколько раз  чем у стали.

А теперь считаем падение температур на всех участках от воздуха до кристалла транзистора.

Вот недавно была статья подходящая https://habr.com/ru/post/446602/

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо за пинок в правильном направление. Тепловизор наглядно прояснил ситуацию. Если кому интересно  - во вложении картинки с него. Будем изучать матчасть.

сравнение двух днищ через 7 часов.jpg

максимальная температура на задней крышке алюминий.jpg

максимальная температура на задней крышке сталь.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Проложите толстую ( 3-5мм)  алюминиевую полосу, сбросьте на нее тепло равномерно а потом уже с нее можно отдать на стальной корпус.
 Проблема в точечном нагреве отдельных компонентов. Даже чисто алюминиевый тонкостенный корпус будет давать то же самое- греться в радиусе 1.5-2 см от точки выделения а остальная поверхность будет холодной.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Нет смысла. Пластина поможет отвести часть тепла от компонентов в стороны, но на этом её действие закончится. Это не радиатор.

Передавать тепло с пластины на корпус - ничем не лучше того, что есть сейчас. Во-первых, тонкостенный стальной корпус так и останется неэффективным теплоотводом, во-вторых, тепловое сопротивление пластина-корпус будет слишком велико и она окажется практически изолированной. Даже паста не сможет заметно улучшить ситуацию.

Вариантов всего два (если не рассматривать обдув): либо ставить на компоненты полноценные радиаторы, либо не пытаться быть хитрее китайцев и таки делать корпус из алюминия. Первый вариант наверняка дороже.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А на тестах вышел из строя компонент, не имеющий прямой связи с корпусом, наверное. Кмк, надо работать над уменьшением влияния корпуса на работу изделия. Зависимость - она штука плохая. Сейчас вы зависите от корпуса, завтра снабженцы не смогут достать какой-нибудь хитрый транзистор, потом работа источника будет зависеть от вспышек на солнце...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В 25.04.2019 в 14:20, Herz сказал:

делать корпус из алюминия

Так неизвестно же - может оно и в алюминиевом корпусе работало на пределе. Никаких температурных измерений внутри корпуса, видимо, не проводилось.  А показатель качества разработки чисто коммерческий - "на партии столько-то-штук не было возвратов". Отсутствие возвратов не тождественно отсутствию выхода из строя.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Может. Но работало всяко лучше до "модернизации". Автору всего лишь требовалось объяснить это "внутреннему заказчику".

А если ставить целью надёжность, то действительно нужно проводить замеры и работать над теплоотводом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В 25.04.2019 в 13:20, Herz сказал:

Нет смысла. Пластина поможет отвести часть тепла от компонентов в стороны, но на этом её действие закончится. Это не радиатор.е.

Да нагрев у автора сосредоточенный, местный. Вполне возможно, что стальной корпус сможет отвести тепло благодаря большой поверхности. Просто нужно "размазать " это тепло по всей поверхности как можно равномернее.
 В адаптерах ноутбуков тесный пластиковый корпус. Спасает пассивный радиатор, просто пластина внутри, которая разводит тепло равномерно по площади.
 То же самое и для алюминиевого корпуса. Вроде вполне может отдать большую мощность, но когда делаешь замеры, то температура падает на расстоянии 1.5-2 см от места крепления  тепловыделяющего элемента. Не хватает теплопроводности у тонкой стенки. Если подложить длинную пластину вдоль корпуса - почти на порядок результат лучше.
Или обдув внутри такого закрытого корпуса, без отверстий. В несколько раз эффективнее, поскольку перемешиваемый внутри воздух относит тепло ко всем элементам конструкции , большой общей площади корпуса.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, Егоров said:

Да нагрев у автора сосредоточенный, местный. Вполне возможно, что стальной корпус сможет отвести тепло благодаря большой поверхности. Просто нужно "размазать " это тепло по всей поверхности как можно равномернее.

"Размазать" тяжело. По сути, это означает сделать алюминиевый корпус внутри стального. Но и этот вариант будет хуже изначального, потому что железо будет изолировать алюминий от окружающей среды. Вы же знаете, почему не делают (кроме совсем редких случаев) радиаторов, склёпанных из пластин. Драматическое падение теплопроводности, даже в случае только алюминиевых. А тут - на железо... Не пойдёт туда тепла, почти совсем.

Чудес не бывает, эффективно отвести тепло можно только хорошим теплопроводником. Для этого ему нужны хорошая теплопроводность и сечение. Можно пользоваться тепловыми трубками, как в ноутбуках. Всё верно.

Только  это пол-дела. Всё равно нужно куда-то это тепло деть. Через контакт поверхностей с железным корпусом - плохая идея.

Обдув действительно мог бы помочь, но это уже кардинальное снижение надёжности.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Только что, Herz сказал:

Всё равно нужно куда-то это тепло деть. Через контакт поверхностей с железным корпусом - плохая идея.

А куда девалось тепло с внутренних радиаторов в алюминиевом корпусе? Вы полагаете, что воздух проводит тепло лучше, чем листовая сталь?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

4 часа назад, wim сказал:

А куда девалось тепло с внутренних радиаторов в алюминиевом корпусе? Вы полагаете, что воздух проводит тепло лучше, чем листовая сталь?

Я тоже об этом. Теплоотдача в окружающую среду происходит только за счет разности температур и поверхности обмена. Материл там не участвует.
 Если от точечного источника отвести тепло на бОльшую площадь из любого материала, то охлаждение улучшится. В конце-концов , хата замерзает зимой , несмотря на толстые и плохо проводящие тепло стены. Играет роль их площадь и циркуляция воздуха внутри помещения. 
 Да простейший пример. Корпус Dpak на медном 35мкм полигоне как-то охлаждается. Часто недостаточно. Стоит пропаять  вдоль полигона медную луженку в 1.2-1.5мм, как охлаждение заметно улучшается. Просто 35мкм толщины меди не хватает для отвода тепла на края полигона. А общая его площадь может сбросить заметно больше. Обменом энергией с окружающей средой  в конце-концов занимается не медный или деревянный полигон, а его площадь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

16 hours ago, wim said:

А куда девалось тепло с внутренних радиаторов в алюминиевом корпусе? Вы полагаете, что воздух проводит тепло лучше, чем листовая сталь?

Я не понял Ваш вопрос. Каких внутренних радиаторов? Автор рассказывал об алюминиевом корпусе в качестве общего радиатора.

Где это в конструкции заменили воздух на листовую сталь?

Кстати, воздух может быть как хорошим проводником, так и хорошим изолятором, это Вы наверняка знаете. Зависит от условий развития конвекции.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...