Расчет радиатора Опции

[shurshik]

Здравствуйте!
Начал собирать "Улучшенная схема электронной нагрузки с плавной регулировкой тока" (http://electro-tehnyk.narod.ru/docs/nagruzka.htm).
Пытаюсь рассчитать радиатор для полевого транзистора IRF3205. Считаю по методике, описанной http://www.diagram.com.ua/list/elektriku/elektriku369.shtml и в книге Семёнов Б. Ю. Силовая электроника, от простого к сложному.
В своей конструкции хочется добиться рассеиваемой мощности 150 Вт на IRF3205. Ток через транзистор до 10 А, напряжение до 30 В (соответственно с корректировкой на 150 Вт).
Ищу тепловое сопротивление радиатор-среда по формуле
Rsa = (Tj - Ta)/P - Rjc - Rcs
где:
Tj - максимально допустимая температура кристалла, °С
Ta - максимально допустимая температура окружающей среды радиатора, °С
P - рассеивая на транзисторе мощность, Вт
Rjc - тепловое сопротивление кристалл-корпус, °С/Вт - берем из описания IRF3205
Rcs - тепловое сопротивление корпус-радиатор, °С/Вт - берем из описания IRF3205

Rsa = (100 - 40)/150 - 0,75 - 0,5 = -0,783 °С/Вт

Почему получается отрицательное сопротивление?

[Ilya_NSK]

Позвольте реплику по поводу радиаторов и корпусов ТО220 без всяких расчётов и без претензий на истину. Имею положительный опыт крепления корпусов ТО220 к основному радиатору при помощи ещё одного радиатора. Т.е. металлическое "ушко" транзистора не используется, а транзистор зажимается между двумя радиаторами. При этом второй радиатор, субъективно, тоже существенно участвует в охлаждении. Правда, как мне кажется, есть теоретическая опасность того, что при тепловом расширении корпус транзистора может быть раздавлен. Но это лишь предположение, а чтобы узнать точно - без сопромата не обойтись

[Guest_TSerg_*]

а транзистор зажимается между двумя радиаторами.

Чушики. Тепловое сопротивление несоизмеримо, если только не "пилить" до кристалла.

[Ilya_NSK]

Чушики. Тепловое сопротивление несоизмеримо, если только не "пилить" до кристалла.

Несоизмеримо с чем? С границей раздела "пластик-воздух"? Мне же почему-то кажется (более того, я в этом даже уверен), что отвод тепла с поверхности пластикового корпуса в воздух (теплопроводность 0,025 Вт/(м*К) ) как бы не на порядок менее эффективен, чем отвод тепла с той же поверхности в алюминий (200 Вт/(м*К) ), даже через термопасту (1-2 Вт/(м*К) ).
Безусловно, теплопроводность от кристалла через пластик в сторону "лица" транзистора раз в 10 меньше, чем на металлическую подложку. Однако транзисторы в корпусе ТО-220F тоже как-то охлаждаются, несмотря на пластик со всех сторон. Например, для "пластикового" 18N50 максимальная рассеиваемая мощность при 25 градусах - 38.5 Вт (для "металлического - 235 Вт). Причём для температур выше 25 градусов поправка для металла составляет 1,88 Вт/градус, а для пластика - только 0,3 Вт/градус.
Ну и, как я говорил, фокус со вторым радиатором я проделывал экспериментально. А потому могу сказать, что субъективно температура "лицевого" радиатора хотя и ниже, чем основного, но до холодного ему далеко. Значит часть мощности, нагревающая этот радиатор до 40-50 градусов, через него всё-таки рассеивается. Если даже дополнительный радиатор рассеивает только 10% мощности, то при 50 Вт это дополнительных 5 Вт. Ну и плюс эффективный прижим. А все эти скобочки, закрепляемые только с одного края - это, лучше, чем ничего, но не более. О полноценном прилегании, тем более к радиатору из металла толщиной 2-3 мм, который и сам пальцами гнётся, речи идти не может. Кстати, на первой вашей фотографии транзистор прижат к радиатору только одним краем.

[Меджикивис]

транзисторы в корпусе ТО-220F тоже как-то охлаждаются, несмотря на пластик со всех сторон

Вот именно - "как-то". Это самое лучшее определение и есть!..
Была у меня LM3886TF. В даташите указана тепловая мощность 125W, ну я с дуру-то поверил и нагрузил ее ватт на 50. (Да и корпус в стиле Multiwatt выглядел конечно внушительно).
В первом же включении стало ясно, что она греется как зверь, и корпус горячее радиатора, на котором сидит, градусов на 30.
Специально для нее отфрезеровал второй радиатор, которым прижал ее еще сверху. (Ну а какие еще варианты? - не водяное же охлаждение подводить!)
Не помогло(((( Сгорела как спичка.

Так что вы здесь как хотите, а я с тех пор в чудеса не верю. Полноизолированный корпус конечно удобен для крепления, но про какие-нибудь рекорды мощности с ним лучше не думать. 50*С на поверхности корпуса - максимум, что можно позволить.