[vrmsumy 0]

Надо провести правильную оценку потерь в транзисторе. Для выбраного вами p-канального полевого транзистора доля статических потерь составляет менее 0,07 Вт. Динамические надо вам самому оценить, потому что частота вами не была названа. Но мне кажется, что полная мощность потерь в транзисторе будет меньше 1 Вт. В настоящее время есть немало микросхем понижающих преобразователей, в корпусе soic-8, на токи до трех ампер включительно.

Частота преобразования 50 кГц.

По поводу использования какой-то другой схемы преобразования - стоит ли овчинка выделки?

Сейчас КПД этого блока питания 10ватт/11ватт = 90%

Можно ли ожидать от современных микросхем понижающих преобразователей КПД 97% ? Чтобы выделяемая тепловая мощность стала не 1 ватт, а 0.3 ватта. Судя по калькулятору, для такой мощности моего "радиатора на плате" будет достаточно.

[x-men 0]

Частота преобразования 50 кГц.

По поводу использования какой-то другой схемы преобразования - стоит ли овчинка выделки?

Сейчас КПД этого блока питания 10ватт/11ватт = 90%

Можно ли ожидать от современных микросхем понижающих преобразователей КПД 97% ? Чтобы выделяемая тепловая мощность стала не 1 ватт, а 0.3 ватта. Судя по калькулятору, для такой мощности моего "радиатора на плате" будет достаточно.

Потери в 1Вт у вас не на одном транзисторе, а полные потери в преобразователе. Кроме транзистора есть еще дроссель и диод. Если использовать схему синхронного преобразователя, то КПД может приблизится и к 97%.

Частота преобразования у вас низкая - динамические потери при правильном управлении транзистором должны быть небольшими.

Изменено 18 августа, 2014 пользователем x-men

[McSava 0]

Можно использовать более высокочастотные преобразователи. Тогда катушка индуктивности будет меньше и можно будет большую площадь отвести под радиатор.

Отвод тепла от микросхем давно делают на печатную плату. Контактная площадка пробивается массивом переходных отверстий.

Диаметр переходных отверстий должен быть 0,3 мм или меньше, чтоб не утекал припой через них. Или указать чтоб перходные отвертсия залили колмпаундом и сделали на них метализацию (дороже, но иногда приходится делать). Можно делать открытие в слое для трафарета не сплошное, а квадратами кругами и прочими фигурами. Так чтоб переходные были между отверстиями в трафарете. Переходные подключать без термобарьеров.

Если сброс тепла идет на земляной полигон, то на отвод тепла работают все компоненты припаяные к земле. Разъмы монтажные отверстия и прочее.

 

[vrmsumy 0]

Отвод тепла от микросхем давно делают на печатную плату. Контактная площадка пробивается массивом переходных отверстий.

Диаметр переходных отверстий должен быть 0,3 мм или меньше, чтоб не утекал припой через них. Или указать чтоб перходные отвертсия залили колмпаундом и сделали на них метализацию (дороже, но иногда приходится делать). Можно делать открытие в слое для трафарета не сплошное, а квадратами кругами и прочими фигурами. Так чтоб переходные были между отверстиями в трафарете. Переходные подключать без термобарьеров.

Если сброс тепла идет на земляной полигон, то на отвод тепла работают все компоненты припаяные к земле. Разъмы монтажные отверстия и прочее.

Спасибо!

 

Подскажите, пожалуйста, по Вашему опыту, как Вы выбираете - устанавливать на микросхему (или транзистор) радиатор или для ее охлаждения достаточно отвода тепла на плату? При какой выделяемой тепловой мощности достаточно охлаждения на плату, а когда уже требуется радиатор?

[Myron 0]

При какой выделяемой тепловой мощности ... уже требуется радиатор?

Медь на плате - это тоже радиатор, но похуже чем классический. Полигоны на внутренних слоях рассеивают мощность примерно вдвое хуже, чем наружные слои. Конечно все полигоны надо соединять большим количеством переходных отверстий.\

 

Металлический радиатор требуется, когда:

Нет места на плате. Примерная оценка (я пользуюсь такой, если кому не нравится - пользуйтесь своей): 600 кв.мм (один кв. дюйм) на 0.5 ватта рассеиваемой мощности для внешних слоев и вдвое хуже для внутренних. Большой корпус компонента тоже рассеивает мощность. Чем больше корпус - тем лучше. Оценка такая. Корпус TO-247+1кв дюйм на плате рассеют примерно 1вт.

 

Радиаторы нужны:

Когда превышены любые или оба из 2-х параметров при максимальной температуре окружающей среды в рабочем режиме:

- Мах температура кристалла

- Мах рабочая температура корпуса ИС, транзистора, диода и т.д.

 

Следует, также, закладывать дополнительный запас на рассеивание доп. мощности при переключении или/и на экстра токи при переключении нагрузки.

 

Все сложности приводят к достаточно грубой оценке температурного результата при проектировании. Поэтому лучше и проще перезаложиться. Зато после тестирования и измерения температуры можно просто подсчитать необходимое увеличение/уменьшение радиатора - тепловые рассчеты линейные для статических режимов (не путать с динамическими).

[vrmsumy 0]

Медь на плате - это тоже радиатор, но похуже чем классический. Полигоны на внутренних слоях рассеивают мощность примерно вдвое хуже, чем наружные слои. Конечно все полигоны надо соединять большим количеством переходных отверстий.\

 

Металлический радиатор требуется, когда:

Нет места на плате. Примерная оценка (я пользуюсь такой, если кому не нравится - пользуйтесь своей): 600 кв.мм (один кв. дюйм) на 0.5 ватта рассеиваемой мощности для внешних слоев и вдвое хуже для внутренних. Большой корпус компонента тоже рассеивает мощность. Чем больше корпус - тем лучше. Оценка такая. Корпус TO-247+1кв дюйм на плате рассеют примерно 1вт.

 

Спасибо!

 

Подскажите пожалуйста, если использовать в качестве "радиатора на плате" полигоны сразу с обеих сторон двухсторонней платы (например, полигон 25х30 мм с одной стороны платы и такой же полигон с обратной стороны платы), их общая площадь с точки зрения охлаждения суммируется? Или за счет взаимного влияния площадь "радиатора на плате" меньше чем сумма площадей полигонов с одной и второй сторон?

 

Достаточно ли 28 (сетка 4x7 отверстий с расстоянием между отверстиями 5 мм) переходных отверстий диаметром 0.3 мм между сторонами платы для "радиатора" 25x30 мм ?

Изменено 18 августа, 2014 пользователем vrmsumy

[Myron 0]

Спасибо! Подскажите пожалуйста, если использовать в качестве "радиатора на плате" полигоны сразу с обеих сторон двухсторонней платы (например, полигон 25х30 мм с одной стороны платы и такой же полигон с обратной стороны платы), их общая площадь с точки зрения охлаждения суммируется? Или за счет взаимного влияния площадь "радиатора на плате" меньше чем сумма площадей полигонов с одной и второй сторон?

Я суммирую.

Достаточно ли 28 (сетка 4x7 отверстий с расстоянием между отверстиями 5 мм) переходных отверстий диаметром 0.3 мм между сторонами платы для "радиатора" 25x30 мм ?

А кто запрещает больше? Вот мой пример - кратчайшее расстояние между виа ~1mm, их диаметр 10мил отверстие и 20мил пады. Сколько могу - столько и делаю. Кроме того, они есть доп. металл. Еще раз повторю: перезакладывайтесь и не пожалеете.

Frag.pdf

[McSava 0]

Подскажите, пожалуйста, по Вашему опыту, как Вы выбираете - устанавливать на микросхему (или транзистор) радиатор или для ее охлаждения достаточно отвода тепла на плату? При какой выделяемой тепловой мощности достаточно охлаждения на плату, а когда уже требуется радиатор?

Обычно читаю документацию. Если узрел до проектирования - хорошо, если по факту нагрева -хуже. Те микросхемы которые мы используем все идут с рекомендациями относительно проектирования посадочного места и отвода тепла. В том числе отвода тепла на площадь платы. Такие микросхемы удобнее тем, что не нужны дополнительные заказыне радиаторы.

Если греющийся элемент это ПЛИС или АЦП, то там иногда подстраховываемся закладывая крепления под радиатор, а иногда предварительная компиляция проекта указывает, что на таких скоростях с такой загрузкой микросхемы использовать её без радиатора не рекомендуется. Как показывает практика - микросхема уходит в защиту или отваливается системная шина и виснет вся систма.

 

Есть инструменты по расчету тепловіделения на плате. У Mentor Graphics это HyperLynx Thermal и FloTERM.

Там есть возможность посмотреть как греется компоненты на плате и как греется плата в корпусе с учётом обдува и расположения других плат и блоков. Но там нужно хорошо разбираться какие данные вводим.

[HardEgor 90]

Вот практический пример попался, http://www.linear.com/docs/45095 при 2,5 Вт перегрев всего 30 градусов.

[_pv 79]

Что-то мне подсказывает, что 1мВт / градус / см2, слишком грубо, так как получается, что выводные резисторы должны всегда раскалёнными работать. Площадь поверхности их меньше см2, мощность в 100- 200 мВт рассеивают. Возможно в единицах измерения или порядке ошиблись.

да вон калькулятор выше при 1Вт и 9см2 выдал 78 градусов разницы температуры, то есть 1.4мВт/град/см2, так что если и грубо, то не слишком, и не на порядок