Охлаждение транзисторов, путем помещения схемы в трансформаторное масло Опции

[WEST128]

Стоит следующая задача : есть источник тока, собранный по лестничной схеме на 10 высоковольтных транзисторах, BU508 или аналогичные. Средняя мощность на каждом транзисторе 5 Вт. Максимальное напряжение на данном источнике - до 10 кВ, соответственно, посадить все транзисторы на общий радиатор не получится. Садить каждый на собственный радиатор - тоже не очень хорошо, т.к. радиаторы имеют острые углы, и наверняка будет корона. Можно ли поместить всю схемы в трансформаторное (или любое другое, посоветуйте) масло, как будут реагировать на это пластмассовые корпуса транзисторов и другие компоненты (резисторы, конденсаторы) ? Можно ли таким образом за счет конвекции непосредственно от корпуса отвести 5 Вт, не слишком ли густое масло ? Деионизированная вода - практически неприемлемо, непонятно, где ее брать или как готовить, и сколько это будет стоить.

[Massi]

кстати о деионизированой воде....в системе охлаждения магнетрона станции заливали аптечную воду и этиленгликоль ХЧ....и все было пучком...там 25кВ...
а магнетрон обвивался трубками...металличискими...а в вашем случае может можно обвить пластиковой трубкой каждый транзистор и пустить этиленгликоль и воду...для развязки шоб не шибануло применили 50 метров трубки в отдельных корпусаз как на входе так и на выходе...на магнетроне есно...или паять колпачек-радиатор и им прикручивать транзистор к изолятору....а колпачек иметь 2 сосца должон на вход и на выход...и охлаждайку внутря его запустить...
с вентиляторами я бы не очень..пыли нанесет тарганы мыши клопы накакают и вас смогут обнаружить по вспышке...которую заметят из космоса...

[Jurenja]

имхо масло плохо сочетается с электронными схемами вообще и с пластковыми корпусами в частности...
к тому же любое масло это химически неинертная среда, в большей или меньшей степени...

[WEST128]

Силиконовое масло тоже не является химически инертным ?

[Tanya]

имхо масло плохо сочетается с электронными схемами вообще и с пластковыми корпусами в частности...
к тому же любое масло это химически неинертная среда, в большей или меньшей степени...

Любите Вы, Jurenja, сильные экстремистские обобщения...
Это не так... про все масла... Вот сливочное... да... а вазелиновое - нет...

Силиконовое масло тоже не является химически инертным ?

С точки зрения корпусов - инертное. Трансформаторное тоже. Но горит... Значит... не инертное в абсолютном смысле...
Силиконовые жидкости тоже разные... и для разного

[Jurenja]

Это не так... про все масла... Вот сливочное... да... а вазелиновое - нет...

поправлюсь: про все жидкие масла.
молекула большая слишком. или горит, и/или склонно к полимеризации (ухудшение теплоотдачи компонентов, повышение пожароопасности), и/или имеет кислотные/щелочные свойства (коррозия компонентов/платы).
не исключаю что нужно будет что-то для перемешивания масла (насос?) и периодическая замена масла, почти как на авто...
отдельные радиаторы вполне жизненно. острые углы можно сгладить, сделать хорошие зазоры до соседних элементов

Любите Вы, Jurenja, сильные экстремистские обобщения...

не экстремист , просто осторожничаю

[dpss]

имхо масло плохо сочетается с электронными схемами вообще и с пластиковыми корпусами в частности...
к тому же любое масло это химически неинертная среда, в большей или меньшей степени...

Масла бывают разные и с разными свойствами. Из натуральных масел можно попробовать конденсаторное
или трансформаторное. Из синтетики - полиметилсилоксаны (ПМС) с малыми молекулярными номерами. (На
основе ПМС делают всем известную теплопроводную пасту КПТ с которой нормально работают любые типы пластмассовых корпусов ).

Сообщение отредактировал dpss - Dec 5 2008, 12:52

[Guest_orthodox_*]

В советское время вазелиновым маслом закладывали высоковольтные блоки.
Однако, теплоотвод не очень хороший. Надо как-то комбинировать тепловые трубки со всем этим, но они металлические. Три слоя термоусадки уверенно держат киловольт 20 с частотой 50 кгц, может как-то это использовать - пустить по ним воду и уложить на радиаторы (зажать между пластин, к примеру)? Мощность небольшая, можно площади трубки набрать за счет длины...

Вот, добавлено немного позже:

Берется коробка из достаточно термостойкого пластика, изнутри на алюминиевых пластинах к стенкам прижимаются транзисторы, площадь пластин в зависимости от толщины стенки и ее теплопроводности, вся схема внутри, забивается вазелиновым маслом и герметизируется.
Снаружи можно обдувать или охлаждать любым способом, хоть водой. Как вариант - герметичный алюминиевый корпус, и транзисторы на пластинах через толстые прокладки. Опять же все в том же масле, но прокладки все равно большие, чтобы и в воздухе по краю не пробило, по возможности. Хотя последнее уже паранойя.

[WEST128]

Трубки явно не очень хороший вариант - появляется дополнительная емкость с коллектора каждого транзистора на землю, что отрицательно скажется на частотых характеристиках. Потому и хотелось залит все некой жидкостью, чтобы и теплоотвод был, и с короной было бы все в порядке. У меня есть возможность припаять транзисторы на металлизированную керамику (оксид алюминия 1 мм) и посадить все на общий радиатор, но по причине дополнительной емкости делать так не хочу.

[Tanya]

Трубки явно не очень хороший вариант - появляется дополнительная емкость с коллектора каждого транзистора на землю, что отрицательно скажется на частотых характеристиках. Потому и хотелось залит все некой жидкостью, чтобы и теплоотвод был, и с короной было бы все в порядке. У меня есть возможность припаять транзисторы на металлизированную керамику (оксид алюминия 1 мм) и посадить все на общий радиатор, но по причине дополнительной емкости делать так не хочу.

Про трубки Вы, наверное не поняли... Вам, мне так кажется, порекомендовали делать отдельные радиаторы. через которые последовательно проходит охлаждающая жидкость (слабопроводящая... вода). Чтобы удлинить путь электричеству по воде радиаторы соединяются длинными (относительно) трубками. А не проще ли Вам отдельные радиаторы пошкурить, покрыть лаком и довериться естественной конвекции? 10 киловольт... не так уж и много... на самом деле.

поправлюсь: про все жидкие масла.
молекула большая слишком. или горит, и/или склонно к полимеризации (ухудшение теплоотдачи компонентов, повышение пожароопасности), и/или имеет кислотные/щелочные свойства (коррозия компонентов/платы).
не экстремист , просто осторожничаю

Не экстремист, говорите... Вы думаете, что чем больше молекула, тем она лучше горит и полимеризуется? Если сможете заполимеризовать в ведерке вазелиновое масло - сообщите.. А я Вам сообщу адрес Нобелевского комитета.

[SNGNL]

Масло, вода, вазелин - хорошо, хоть не жидкий азот или элегаз.
Я ничего не путаю- 5Вт*10=50Вт?
Вот пример реализации подобных высоковольтных каскадов (см. рис).
Примечания к рисунку:
Направление воздушного потока должно соответствовать указанному (заряженной пылью обдувать схему не обязательно).
Скорость воздушного потока, примерно как в БП РС.

Сообщение отредактировал SNGNL - Dec 6 2008, 00:39

Эскизы прикрепленных изображений

 

[evgeny_ch]

Трубки явно не очень хороший вариант - появляется дополнительная емкость с коллектора каждого транзистора на землю, что отрицательно скажется на частотых характеристиках. Потому и хотелось залит все некой жидкостью, чтобы и теплоотвод был, и с короной было бы все в порядке. У меня есть возможность припаять транзисторы на металлизированную керамику (оксид алюминия 1 мм) и посадить все на общий радиатор, но по причине дополнительной емкости делать так не хочу.

Герметизируйте эпоксидным компаундом всё устройство. Поверх прилепите теплоотвод.
В компаунд ВК-20 добавьте порошок нитрида бора.

[Iptash]

Герметизируйте эпоксидным компаундом всё устройство. Поверх прилепите теплоотвод.
В компаунд ВК-20 добавьте порошок нитрида бора.

Это теплопроводящий клей получается?

[Guest_orthodox_*]

Масло, вода, вазелин - хорошо, хоть не жидкий азот или элегаз.
Я ничего не путаю- 5Вт*10=50Вт?
Вот пример реализации подобных высоковольтных каскадов (см. рис).
Примечания к рисунку:
Направление воздушного потока должно соответствовать указанному (заряженной пылью обдувать схему не обязательно).
Скорость воздушного потока, примерно как в БП РС.

Хорошая тема, можно добавить к ней герметичную коробку вокруг, а вентилятор будет гонять воздух внутри, выводя тепло на оребренные стенки коробки. Если не жаль вентиляторов, можно еще одним снаружи обдуть.
Тогда можно пыли не бояться. Не помешает, может быть, тоненьким, чтоб тепло не мешал снимать, слоем лака скрыть все металлические части под напряжением.

[evgeny_ch]

Это теплопроводящий клей получается?

Да, чем больше нитрида, тем лучше теплопроводность.
До 60% общей массы компаунда.
Компаунд с похожими параметрами.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Dec 6 2008, 13:29

[Iptash]

Да, чем больше нитрида, тем лучше теплопроводность.
До 60% общей массы компаунда.
Компаунд с похожими параметрами.

А в плане электропроводимости там как?

[evgeny_ch]

А в плане электропроводимости там как?

Там не картинке табличка, указана электрич. прочность и диэлектр. проницаемость.
Диэлектрик это, для низких частот оптимальный.

[chunja]

Похожая проблема. В планарном трансформаторе греется вторичная обмотка, феррит значительно холоднее. Можно ли применить данную смесь для отвода тепла без потери пробивных напряжений?
Корпус служит теплоотводом и герметичный.

[evgeny_ch]

Похожая проблема. В планарном трансформаторе греется вторичная обмотка, феррит значительно холоднее. Можно ли применить данную смесь для отвода тепла без потери пробивных напряжений?
Корпус служит теплоотводом и герметичный.

Можно, у нас в производстве герметезируют таким компаундом
электродвигатели и дроссели. Технологию используют стандартную.
Требуется вакуумирование и подогрев компаунда перед заливкой.

[WEST128]

Обдумав предложенные варианты, нахожу, что поставить на каждый транзистор по радиатору - вполне рабочий вариант. Прийдется повозится над самими радиаторами, сгладить углы, но это вполне трудозатратам (или стоимости) других вариантов.

[chunja]

Можно, у нас в производстве герметезируют таким компаундом
электродвигатели и дроссели. Технологию используют стандартную.
Требуется вакуумирование и подогрев компаунда перед заливкой.

Спасибо. Приблизительно, какая температура при заливке?

[evgeny_ch]

Спасибо. Приблизительно, какая температура при заливке?

Температура ок. 55 +/- 5 градусов, желательно подогреть также изделие.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Dec 7 2008, 12:09

[chunja]

Температура ок. 55 +/- 5 градусов, желательно подогреть также изделие.

Спасибо. Будем пробовать.

[asdf]

А в плане электропроводимости там как?

На сколько я помню, не все нитриды - изоляторы, нитрид бора и циркония - полупроводники.
У меня как то раз закончился нитрид алюминия и я попробовал заменить его другими нитридами, утечки на высоком напряжении возросли на порядок.
Номакон же, судя по цвету тоже использует нитрид алюминия - это точно изолятор, и теплопроводность выше, чем у чистого алюминия .

[evgeny_ch]

На сколько я помню, не все нитриды - изоляторы, нитрид бора и циркония - полупроводники.
У меня как то раз закончился нитрид алюминия и я попробовал заменить его другими нитридами, утечки на высоком напряжении возросли на порядок.
Номакон же, судя по цвету тоже использует нитрид алюминия - это точно изолятор, и теплопроводность выше, чем у чистого алюминия .

Вы не поверите, мы в эпоксидку даже алюминиевую пудру добавляем.
А ведь алюминий это проводник. Желательно, при обсуждении
цифры и или ссылки приводить.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Dec 8 2008, 10:32

[evgeny_ch]

Избранные публикации журнала "Пластические массы".
Влияние содержания и типа наполнителя на коэффициент теплопроводности полимерных композиций.

[_Pasha]

Вы не поверите, мы в эпоксидку даже алюминиевую пудру добавляем.

Для минимума линейного расширения ( или сжатия) а про теплопроводность - это ж и ЭСТ причино шалунишко - нарассказывать народу штрашшное и зыбыть протемпературные градиенты. Хотя... Ваши контраргументы ждуццо

[asdf]

Вы не поверите, мы в эпоксидку даже алюминиевую пудру добавляем.
А ведь алюминий это проводник. Желательно, при обсуждении
цифры и или ссылки приводить.

Ток утечки увеличился уже при сетевом напряжении, а Вы ведете разговор о киловольтах.
Для получения хорошей теплопроводности придется добавлять в эпоксидку 300-400 объемных процентов порошка AlN по отношению к объему эпоксидки, с алюминиевой пудрой такой фокус не пройдет - дисперсность не та. Ну а цифры- по нитридам достаточно много в той же вики.

Имел ввиду Википедию
Вдогонку - http://www.xumuk.ru/encyklopedia/180.html
Раньше не обращал внимание - оказывается тоже полупроводник .
Правда IXYS клянется , что в его корпусах типа DE миллиметровая пластинка AlN держит 2.5кВ.

Сообщение отредактировал asdf - Dec 8 2008, 13:02

Прикрепленные файлы

 2de_series_intro.pdf ( 161.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 45

 

[evgeny_ch]

Ток утечки увеличился уже при сетевом напряжении, а Вы ведете разговор о киловольтах.
Для получения хорошей теплопроводности придется добавлять в эпоксидку 300-400 объемных процентов порошка AlN3 по отношению к объему эпоксидки, с алюминиевой пудрой такой фокус не пройдет. Ну а цифры- по нитридам достаточно много в той же вики.

Спасибо за подробные разъясниения.
А что такое вики?

Для минимума линейного расширения ( или сжатия) а про теплопроводность - это ж и ЭСТ причино шалунишко - нарассказывать народу штрашшное и зыбыть протемпературные градиенты. Хотя... Ваши контраргументы ждуццо

_Pasha, компаундом с алюминиевой пудрой мы склеиваем корпуса (они же теплоотводы)
линейных двигателей. Там всё отлично, и нужна только теплопроводность.
Аргументы, говоришь?

Разработаны теплопроводящие эпоксидные клеи с коэффициентом теплопроводности не менее 2,0 Вт/м/К, работоспособные при температурах от -196 до +120°С (кратковременно до +200°С), предназначенные для крепления нагревающихся элементов аппаратуры с одновременным отводом тепла. В качестве полимерной основы таких клеев использованы эпоксидные композиции, содержащие низкомолекулярные разбавители марки Лапроксида, с хорошей смачивающей способностью наполнителей.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Dec 8 2008, 12:25

[asdf]

_Pasha, компаундом с алюминиевой пудрой мы склеиваем корпуса (они же теплоотводы)
линейных двигателей. Там всё отлично, и нужна только теплопроводность.
Аргументы, говоришь?

Евгений, Вы божий дар с яишницей не пУтайте , смолы что использует Композит для РКТ Вы в соседнем магазине даже за большие деньги не купите(прошу прощения за offtop).

[evgeny_ch]

Евгений, Вы божий дар с яишницей не пУтайте , смолы что использует Композит для РКТ Вы в соседнем магазине даже за большие деньги не купите.

Я и не покупаю, делаю по своей технологии.
Ещё с 80х годов прошлого века, чего и вам желаю.

Сообщение отредактировал evgeny_ch - Dec 8 2008, 12:42

[asdf]

Я и не покупаю, делаю по своей технологии.
Ещё с 80х годов прошлого века, чего и вам желаю.

Я имел ввиду не добавки, а сами смолы. И ли Вы органику тоже синтезируете .

[evgeny_ch]

Я имел ввиду не добавки, а сами смолы. И ли Вы органику тоже синтезируете .

Смолы не изготавливаю.

[chunja]

Ребята, спор не по делу. Во Владикавказе НИИМЭ во времена союза занимался материалами для МЭПа, в частности теплопроводящими компаундами и клеями. На сайте у них до сих пор выложенна информация, только проблема в том что они толком не работают. Сейчас, главное доступность и стоимость материала. То, что предлагает Евгений, очень интересно, надо пробовать.