|
Термозащита электроники, Тепловая защита от внешнего нагрева |
|
|
|
Jul 6 2016, 11:30
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 40
Регистрация: 27-10-08
Пользователь №: 41 231

|
Добрый день! В интернете искал информацию по термозащите печатных плат, и нашёл лак на основе силикона, в описании написано, что лак работает в широком диапазоне температур, вплоть до 300С. Но такой вопрос: плата сама под слоем этого лака испытывает нагрев? Есть ли методы защиты печатных плат, при условии, что компоненты работают максимум при +85С, а температура внешней среды может достигать +150 градусов?
Спасибо!
|
|
|
|
|
Jul 6 2016, 13:48
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 459
Регистрация: 3-04-15
Из: Россия, Казань
Пользователь №: 86 045

|
Цитата(Lockdog @ Jul 6 2016, 15:30)  Добрый день! https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%...%82%D1%8C%D0%B5Насколько долговременный нагрев то? Может достаточно будет теплоизолятора для корпуса, чтобы внутри нагреться не успело, а потом уже сам корпус охладился?
|
|
|
|
|
Jul 6 2016, 14:29
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 849
Регистрация: 6-02-05
Пользователь №: 2 451

|
Цитата(Lockdog @ Jul 6 2016, 05:30)  Добрый день! В интернете искал информацию по термозащите печатных плат, и нашёл лак на основе силикона, в описании написано, что лак работает в широком диапазоне температур, вплоть до 300С. Но такой вопрос: плата сама под слоем этого лака испытывает нагрев? Есть ли методы защиты печатных плат, при условии, что компоненты работают максимум при +85С, а температура внешней среды может достигать +150 градусов? Спасибо! Любая термозащита (пассивная в первую очередь) имеет свою постоянную времени. За одно тау этой константы "защищенное" устройство прогреется до ~63% от нешней температуры (~95С для ваших 150С). Да и само устройство под "защитой" будет нагреваться. Если нельзя сделать автомат выключения аппарата по времени, то пассивная защита не спасет. И читать инструкцию и следить за временем нахождения под температурой на практике никто не будет. Так что либо активная защита, либо спец разработка на 150С - и то и то головная боль.
|
|
|
|
|
Jul 6 2016, 14:41
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 40
Регистрация: 27-10-08
Пользователь №: 41 231

|
Цитата(MapPoo @ Jul 6 2016, 16:48)  https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%...%82%D1%8C%D0%B5Насколько долговременный нагрев то? Может достаточно будет теплоизолятора для корпуса, чтобы внутри нагреться не успело, а потом уже сам корпус охладился? Элемент Пельтье не подойдёт, так как устройство компактное. А какие есть варианты теплоизолятора для корпуса? Планируется, что сам корпус тоже будет из силикона, толщиной порядка 4 мм, а в нём уже эта плата, покрытая ещё слоем силиконового лака. Время нагрева по разному, может и 5 минут, а может и час, в зависимости от того, сколько будет длиться кипение воды Цитата(Myron @ Jul 6 2016, 17:29)  Любая термозащита (пассивная в первую очередь) имеет свою постоянную времени. За одно тау этой константы "защищенное" устройство прогреется до ~63% от нешней температуры (~95С для ваших 150С). Да и само устройство под "защитой" будет нагреваться. Если нельзя сделать автомат выключения аппарата по времени, то пассивная защита не спасет. И читать инструкцию и следить за временем нахождения под температурой на практике никто не будет. Так что либо активная защита, либо спец разработка на 150С - и то и то головная боль. Да, я понимаю, что любой материал с теплопроводностью отличной от нуля рано или поздно нагреется. Само устройство потребляет очень мало энергии и греться практически не будет. Читать инструкцию, понятное дело, никто не будет, но главное рассчитать теплозащиту в разумных пределах использования
|
|
|
|
|
Jul 6 2016, 17:43
|
Профессионал
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 849
Регистрация: 6-02-05
Пользователь №: 2 451

|
Цитата(Lockdog @ Jul 6 2016, 08:41)  Элемент Пельтье не подойдёт, так как устройство компактное. А какие есть варианты теплоизолятора для корпуса? Планируется, что сам корпус тоже будет из силикона, толщиной порядка 4 мм, а в нём уже эта плата, покрытая ещё слоем силиконового лака. Время нагрева по разному, может и 5 минут, а может и час, в зависимости от того, сколько будет длиться кипение воды Да, я понимаю, что любой материал с теплопроводностью отличной от нуля рано или поздно нагреется. Само устройство потребляет очень мало энергии и греться практически не будет. Читать инструкцию, понятное дело, никто не будет, но главное рассчитать теплозащиту в разумных пределах использования Я бы все же сделал автомат отключения при достижении температуры внутри теплозащиты, если допустимое время и защита позволяют. Никогда не знаешь, что есть разумные пределы. Температура на практике может быть и ниже 150, и выше. Да и контроль ее производится с ненулевой точностью.
|
|
|
|
Guest_TSerg_*
|
Jul 6 2016, 18:02
|
Guests

|
Цитата(Lockdog @ Jul 6 2016, 14:30)  нашёл лак на основе силикона, в описании написано, что лак работает в широком диапазоне температур, вплоть до 300С. Силикон никогда не являлся термоизолирующим материалом. Теплопроводность 0.2 Вт/м * град, теплоемкость 2.2 кДж/кг * град и можете сами посчитать, какой толщины должен быть слой силикона, чтобы температура платы повысилась за час от комнатной до 85С при внешней 150С. После расчета, назвать устройство компактным можно будет с большой натяжкой. Самое простое решение - запихать плату в кубик стекловаты (0.05), а сверху для гидроизоляции - любимый силикон.
|
|
|
|
|
Jul 6 2016, 19:05
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 40
Регистрация: 27-10-08
Пользователь №: 41 231

|
Цитата(Myron @ Jul 6 2016, 20:43)  Я бы все же сделал автомат отключения при достижении температуры внутри теплозащиты, если допустимое время и защита позволяют. Никогда не знаешь, что есть разумные пределы. Температура на практике может быть и ниже 150, и выше. Да и контроль ее производится с ненулевой точностью. В том же корпусе находится аккумулятор, который никак полностью не отключить от нагрузки Цитата(TSerg @ Jul 6 2016, 21:02)  Силикон никогда не являлся термоизолирующим материалом. Теплопроводность 0.2 Вт/м * град, теплоемкость 2.2 кДж/кг * град и можете сами посчитать, какой толщины должен быть слой силикона, чтобы температура платы повысилась за час от комнатной до 85С при внешней 150С.
После расчета, назвать устройство компактным можно будет с большой натяжкой.
Самое простое решение - запихать плату в кубик стекловаты (0.05), а сверху для гидроизоляции - любимый силикон. Я буду очень рад, если вы поможете с расчётом, потому что я пытался посчитать сам и искал информацию, но ничего не получилось.  То есть обернуть в стекловату, запихнуть в корпус и будет счастье? А толщина слоя стекловаты какая в таком случае? А есть более современные и технологичные материалы для этого, может что-то с меньшей теплопроводностью? Спасибо! Читал давно про аэрогель, оказывается, его можно сейчас купить http://www.buyaerogel.com/product/enova-aerogel-ic3100/ теплопроводность меньше, чем у стекловаты, надо будет попробовать.
|
|
|
|
|
Jul 7 2016, 07:04
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 40
Регистрация: 27-10-08
Пользователь №: 41 231

|
Цитата(Myron @ Jul 6 2016, 22:21)  Утечка отключающих полевиков будет меньше саморазряда. Ну и в тяжких случаях - поляризованное реле. А чем полевики будут управляться-то? Цитата(Den64 @ Jul 7 2016, 04:31)  Как вариант сжиженный газ при испарении может охлаждать. Или жидкостное охлаждение, как в автомобильных двигателях. А есть возможность не опускать устройство в кипящую воду? Слишком экзотический вариант, наверное придётся прибегнуть к аэрогелю  Возможности не опускать, к сожалению нет.
|
|
|
|
Guest_TSerg_*
|
Jul 7 2016, 13:16
|
Guests

|
Цитата(Lockdog @ Jul 7 2016, 10:04)  наверное придётся прибегнуть к аэрогелю  Еще один вариант увеличения времени работы в кипятке - предварительно охладить девайс до минусовой допустимой температуры, а потом уж в кипяток. Расчеты подобного рода присутствуют в книжках по теплотехнике, справочниках по физике. Как вариант, использовать моделирующий софт, ELCUT, например.
|
|
|
|
|
Jul 7 2016, 13:45
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 40
Регистрация: 27-10-08
Пользователь №: 41 231

|
Цитата(TSerg @ Jul 7 2016, 16:16)  Еще один вариант увеличения времени работы в кипятке - предварительно охладить девайс до минусовой допустимой температуры, а потом уж в кипяток.
Расчеты подобного рода присутствуют в книжках по теплотехнике, справочниках по физике. Как вариант, использовать моделирующий софт, ELCUT, например. Хм, хорошая идея, кстати, спасибо! Да я расчёты "подобного" рода видел в книжках, но у меня с термодинамикой с института не было отношений. Пробовал взять расчёт из этой книжки: http://media.ls.urfu.ru/Projects/460/uploa...D0%BD%D1%83.pdf (стр. 20), там задача для сплошного металлического цилиндра, я поменял характеристики на силикон и у меня получилось отрицательное время
|
|
|
|
Guest_TSerg_*
|
Jul 7 2016, 14:09
|
Guests

|
Думаю, что не стоит с расчетами заморачиваться - как правило, это сложные решения: http://books.ifmo.ru/file/pdf/1189.pdfПроще изготовить пару-тройку типоразмеров корпусов, возможно с разными наполнителями, засунуть внутрь микро-термометр (термопара, полупроводник) и снимать графики.
|
|
|
|
Guest_TSerg_*
|
Jul 7 2016, 15:13
|
Guests

|
Цитата(Tanya @ Jul 7 2016, 18:05)  Теплота фазового перехода всегда даст больше, чем теплоемкость чего-либо при равном объеме. +1. Полагаю, что это следующий этап для ТС. Разместить во внешней оболочке тот же сплав Розе (100С) или аналогичные.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|