Готовые теплоотводы для силовых преобразователей

September 12, 2013 by admin Комментировать »

Мы не будем останавливаться на вопросах проектирования радиаторов охлаждения силовых элементов, так как инженерные методики для решения этой задачи разработаны хорошо, и их можно без труда найти в соответствующей литературе по теплотехнике. Но, конечно, сегодня более перспективным является применение покупных радиаторов на основе разнообразных профилей, выпускаемыми многими фирмами, в том числе и отечественными. Действительно, далеко не каждый производитель может позволить себе содержать литейную технологию, а изготавливать радиаторы с помощью механообработки, то есть методом фрезерования — это попусту тратить и время, и деньги.

Число разнообразных профилей, выпускаемых некоторыми фирмами, составляет несколько тысяч наименований, поэтому даже при желании мы не сможем сделать даже выборочный их обзор. Здесь конструктору придется действовать на собственное усмотрение, имея в виду, что лучше применять профили, выпускаемые рядом фирм — тогда при необходимости (снятие с производства, удорожание) серийная продукция будет быстро перестроена на поставщика близкого аналога.

Одной из поставочных позиций фирмы «Semikron» [33] как раз и являются радиаторные профили. На рис. 3.3.11 показан внешний вид и размеры профиля типа P4, который можно использовать для установки силовых элементов «под гайку», то есть со шпилькой, посредством которой полупроводниковый прибор крепится к радиатору. Типовое тепловое сопротивление «радиатор—окружающая среда» профиля составляет 0,29 °С/Вт.

Другой вид радиаторного профиля типа U3 (рис. 3.3.12) позволяет «зажать» силовой элемент (например, тиристор «таблеточного» типа) между двумя половинками, обеспечив отвод тепла с обоих граней. При использовании такого профиля радиатор получается очень компактным и удобным для монтажа. Типовое сопротивление «радиатор—окружающая среда» — 0,19 °С/Вт.

Фирма «Aavid Thermalloy Ltd» [58] специализируется на выпуске радиаторов, а также полуфабрикатов для конструирования охлаждающих узлов статических преобразователей, поэтому в ее номенклатуре можно встретить огромное количество разнообразных вариантов.

Рис. 3.3.11. Внешний вид (а) и размеры (б) профиля типа P4

Профиль типа 0S496, показанный на рис. 3.3.13, являет собой классический радиатор с оребреной поверхностью. Его тепловое сопротивление — 0,09 °С/Вт.

Чем интересен профиль00452, представленный на рис. 3.3.14? Обратите внимание на форму поверхностей его ребер: они не гладкие, а волнистые, неровные. Вот таким простым методом удается увеличить поверхность охлаждения и снизить тепловое сопротивление «радиатор-окружающая среда». Оно у данного профиля составляет всего 0,06 °С/Вт.

Типичный вариант профиля-корпуса 0S160, обеспечивающего кондуктивное охлаждение силовых полупроводниковых приборов, показан на рис. 3.3.15. К профилю достаточно прикрепить боковые стенки, а также верхнюю крышку — и готов вполне приличный корпус-радиатор, тепловое сопротивление которого — 0,25 °С/Вт.

Крепление силовых элементов к профилям-радиаторам может осуществляться также элементарно. На рис. 3.3.16 показано крепление транзисторов в корпусе T0-220 к типовому профилю 78370, а на рис. 3.3.17 — к профилю 78110. Для крепления применяются специальные пружинные клипсы, которые «держат» элементы не хуже классических винтов.

А что можно сказать о производстве радиаторов в нашем отечестве? Конечно, отечественное производство пока серьезно отстает от зарубежного как по номенклатуре производимой продукции, так и по ее качеству. Но, тем не менее, на рынке охладителей уже работает несколько фирм, о которых мы расскажем, упомянув интересные образцы.

Рис. 3.3.12. Внешний вид (а) и способ монтажа (б) профиля типа U3

Рис. 3.3.14. Профиль типа 0D452

Рис. 3.3.15. Профиль типа «корпус-радиатор» 0S160

Рис. 3.3.17. Крепление силовых транзисторов к профилю типа 78110

Фирма «Лигра» (г. С.-Петербург) [59] специализируется на выпуске различных профилей радиаторов, а также литых игольчатых радиаторов. Для примера, на рис. 3.3.18 показан профиль типа AB3424, который можно использовать в статических преобразователях с малой глубиной. К сожалению, фирма не представляетданные по тепловым сопротивлениям, а значит, все расчеты разработчику придется вести самостоятельно (впрочем, отечественного разработчика этим не испугаешь).

Небольшое количество типовых профилей для изготовления радиаторов выпускает хорошо знакомая нам фирма «Электрум АВ». Для примера, на рис. 3.3.19 приведен чертеж профиля типа Охл271, а на рис. 3.3.20 — кривая зависимости теплового сопротивления «радиатор— окружающая среда» этого профиля от габаритных размеров (и времени прогрева). Кривая «1» — без принудительного охлаждения; кривая «2» — с охлаждением потоком воздуха 3 м/с; кривая «3» — 6 м/с; кривая «4» — 12 м/с.

Похожие профили выпускает также знакомое нам предприятие ОАО «Электровыпрямитель». Профиль, близкий по конструкции к Охл271 (рис. 3.3.19), здесь носит наименование 054 и 055 (разная

Рис. 3.3.19. Габаритные размеры профиля Охл271

Рис. 3.3.20. Кривая теплового сопротивления радиатора Охл271

маркировка в зависимости от длины). Тепловое сопротивление находится в пределах 0,33…0,55 °С/Вт (для случая естественного охлаждения) и в диапазоне 0,118…0,167 °С/Вт — для принудительного охлаждения.

Профиль типа 0193 предназначается для высокоэффективного охлаждения силовых приборов «таблеточной» конструкции. На рис. 3.3.21 показан внешний вид данного профиля. Его размеры — 300 x 300 x x 275 мм, при этом силовой элемент «зажимается» между двумя идентичными пластинами. Тепловое сопротивление радиатора составляет 0,1 °С/Вт при обдуве воздухом со скоростью 0,03 м/с.

Источник: Семенов Б. Ю. Силовая электроника: профессиональные решения. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 416 c.: ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты