Для увеличения теплового излучения радиаторы выполняют ребристыми, игольчатыми и т.п., а их поверхность чернят. Если объем конструкции стабилизированного источника вторичного электропитания небольшой и замкнутый, то основная часть тепла отводится только за счет теплопроводности. Для создания радиаторов с большей теплопроводностью их выполняют из меди или из более-легкого и дешевого алюминия и его сплавов.
Максимальная мощность, которую может рассеять полупроводниковый прибор при определенной температуре окружающей среды Тср без превышения максимально допустимой температуры перехода Тп.макс, определяется выражением:
, где Rт.п-кор, Rт.кор-ср –
соответственно тепловые сопротивления “переход – корпус” и “корпус – окружающая”
среда прибора.
Значение Rт.п-кор определяется конструктивным исполнением полупроводникового прибора и не может быть в дальнейшем изменено. Для увеличения допустимого значения Pмакс необходима уменьшать тепловое сопротивление корпус – окружающая среда, включая и радиатор, если он есть. Для этого шлифовкой, а также применением теплопроводных и электроизолирующих паст (типа КПТ-8 и др.) улучшают тепловой контакт поверхности соприкосновения прибора с радиатором. Прибор следует закреплять на радиаторе без перекосов спомощью стандартных крепящих элементов и приспособлений (фланцев).
Для каждого полупроводникового прибора целесообразнее всего применять отдельный радиатор, рассчитанный в соответствии с рассеиваемой мощностью. Если же для нескольких полупроводниковых приборов (не включенных параллельно друг другу) используется общий радиатор, то необходимо осуществлять электрическую изоляцию каждого прибора от радиатора. Электрическая изоляция корпуса транзистора или диода может обеспечиваться прокладками из слюды, лавсана, алюминия с электроизоляционным анодированием, бериллиевой керамики (последняя является наилучшим материалом, имеющим теплопроводность, сравниваемую степлопроводностью металлов, и в то же время обеспечивающим хорошую электрическую изоляцию).
Тепловое сопротивление корпус – теплоотвод у транзисторов увеличивается на 0,5°С/Вт на каждые 50 мк толщины слюдяной прокладки и на 0,25°С/Вт на каждые 50 мк слоя окиси алюминия. Паста КПТ-8 с толщиной слоя 0,1-0,3 мм на обеих сторонах электроизоляционной прокладки снижает тепловое сопротивление в 3-4 раза. При применении пасты тепловое сопротивление практически не зависит от шероховатости сопрягаемых поверхностей и усилия затяжки винтов.
Полупроводниковый прибор может выйти из строя даже при сравнительно низкой температуре корпуса и радиатора. Это связано с возможностью местного перегрева полупроводникового материала при коротких и мощных импульсах прямого тока в приборе из-за большой инерционности теплоотвода. Увеличение поверхности теплоотвода в данном случае не оказывает заметного влияния. Необходимо ограничивать амплитуду всплесков тока через прибор, применять более мощные полупроводниковые приборы, использовать их параллельное включение.
Рекомендации по применению радиаторов для мощных транзисторов и диодов, а также методика их упрощенного расчета приведены в [1, 2]. Более обстоятельно вопросы отвода тепла от полупроводниковых приборов рассмотрены в [3].
Параллельное и последовательное включение полупроводниковых приборов применяется обычно в том случае, когда значения прямого тока или обратного напряжения превышают их максимально допустимые значения для выбранного типа прибора. Кроме того, подобные включения используются при резервировании приборов для повышения их надежности.
При параллельном включении полупроводниковых диодов или тиристоров прямое падение напряжения на них UПРбудет одинаковым, а прямые токи I'ПР и I"ПР распределятся между приборами неравномерно из-за возможного несовпадения прямых ветвей их вольтамперных характеристик (смотри рисунок 1.12).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.