Возникла такая проблема. На силовом транзисторе необходимо долговременно рассеять порядко 4 Вт. Поскольку устройство достаточно специфическое, то применить для этого дела радиатор очень не хотелось бы ( это самый нежелательный вариант ). Поэтому вопрос, реально ли рассеять такую мощность, используя в качестве радиатора полигон ПП?, если реально, то как посчитать требуемую площадь полигона? Забыл добавить, плата будет заливаться компаундом - бакелитом. В общем нужна любая помощь в данном вопросе.

4Вт... ИМХО напряжно может быть .
А теплопроводность бокалита хорошая? Если да, тогда реально.
Еще вопрос, какой компонент? В каком корпусе?

И сколько слоев в плате? В МПП можно использовать не только top-bottom, но и внутренние полигоны

Насчет бакелита пока к сожалению ничего сказать не могу - в поиске. Транзистор скорее всего полевой в D2PAK.



Для многослоек это понятно, но тут плата в 2 слоя.

Даже два слоя бывают с разной толщиной меди.
И можно рядом кусок медной фольги припаять.

1) хорошая статейка http://www.micrel.com/_PDF/App-Hints/ah-17.pdf. - если взять полигон 7х7 см, то при перегреве в 100 градусов можно и 4 Вт снять на воздухе
2) Теплопроводность бакелита - 0,23 Вт/м*К - не подарок. Из него еще ручки для сковородок делают, чтобы не обжечься. У воздуха 0,025 - на порядок меньше, уже легче, появляется надежда. А если взять теплопроводящие изолирующие компаунды, в том числе и отечественные, скажем Номакон К с 0,8-2 Вт/м*К - то шансы возрастают.

Согласен, но сделать плату с толщиной меди положим 50мкм в наших краях не так просто. Фольга для единичного экземпляра прошла - бы, но для серийного не подходит, да и места нет.


Да уж теплопроводность бакелита не радует.... Воздуха не будет точно, поскольку плата работает в очень тяжелых условиях и без компаунда нельзя. Насчет теплопроводных компаундов конечно хорошо, но в нашей местности их боюсь не достать, но в любом случае не подскажете ссылку на их производителя и продавцов?

Это во многих краях не просто. Для серийного, можно на плату кусок медного провода припаивать. Кто-то на каком-то форуме постил фото буржуйской фотовспышки.
И кроме того, если будет рядом не большой вентилятор, то температуру он существенно снизит.

Если пользовать полигон ПП в качестве радиатора, то:

H=(K*S*(T2-T1) )/L, где

H - энергия, переданная за время (Дж/c);
К - удельная теплопроводность меди при комнатной температуре (385 Вт/(м*К);
S - площадь меди на рассчитываемой поверхности;
L - толщина меди;
T2 - температура горячей части поверхности (там где транзистор);
T1 - температура "холодной" части поверхности;

Энергия вам известна (через Вт). Толщина меди и требуемая разница температур, надеюсь, тоже. Остается только вывести площать S. Получите площать меди, которая сможет поглотить заданную тепловую энергию транзистора до установления момента термодинамического равновесия (ТР). Соотношение площади S и площади транзистора будет определять время до начала установления ТР. Так что.. а насколько будет "долговременным" рассеяние? Если постоянно, то вопрос еще куда с меди потом "тепло" сливать...

Кстати, если посеребрить этот печатный "радиатор", то отдача улучшится - у серебра 406 Вт/(м*К).

Монтаж с обоих сторон?

Если сделать монтаж только с одной стороны, то на вторую сторону через термоинтерфейс можно приделать алюминиевую пластину (ну или на крайняк медную) с габаритами как у платы.

А еще можно плату в масло.

Данный девайс предполагается устанавливать в шахту, поэтому компаундом плпта будет заливаться с двух сторон, поэтому применение вентилятора исключено, а с радиатором проблемы в том плане, что его надо как то изолировать от окружающего мира, поскольку в шахте очень часто на голову лъется вода и куча проводящей пыли

А вы знаете что вам тут все давали советы как для обычной бытовой электроники?


У вас оно в железном (взрывозащищенном?) корпусе будет? Его как радиатор и используйте. Оно будет отводить тепло на часто льющуюся воду и токопроводящую пыль.

Есл бы для бытовой, то я бы не спрашивал

Увы этот заманчивый и легкий путь неустраевает закзчика

Так чего не сказали?



У компаундов, есть коэффицент теплопроводности. Вам на него нужно ориентироваться. К примеру допустить что ваша плата будет залита слоем компаунда толщиной в 5мм, вместе с люминевой пластиной и эта пластина будет прикручена к дну бака.

и чем это мотивированно?

И собственно интересно, какие функции выполняет этот транзистор?
Если это конечно не производственная тайна

Мотивировано какимето там ТУ и еще чем то, в общем очень не желательно. Транзистор стоит в параллельном стабилизаторе напряжения.

У вас девайс в металическом корпусе будет? Если да, тогда залить все к монахам, и за щет теплопроводности (хоть какой) компаунда - передавать тепло через метал корпуса наружу. Транзистор по возможности разместить поближе к металическомму корпусу. Еще вариант - компаунд с большей теплопроводностью.

Вариантов не подскажите?


Передайте ему, что на корпус оно будет рассеивать тепло в любом случае. Вопросто только в том, какая будет разница температур между транзистором и корпусом: 10 градусов или 50 градусов.

Вариант с теплопроводным компаундом был бы самый идеальный, но к сожалению я пока не нашел поставциков на Украине да и цена важна, поскольку бюджет крайне ограничен.

К сожалению не скаже, с компаундами мало знаком, просто предложил как вариант для рассмотрения.


Полностью согласен . Бывает для принятия "подходящего" конструкторского решения помогает разговор с заказчиком.

Просто масло залейте.

Тогда давайте посоветуем компаунд на основе эпоксидной смолы (+добавки) с ультрадисперсным синтетическим алмазным порошоком в качестве наполнителя.
Ведь за всё надо платить, а он не хочет...




У трансформаторного масла теплопроводность 0.11..0.15 Вт/(м*К). Да и герметизация не дешевле обойдется. Тогда уж лучше Номакон, как тут уже советовали, модификации К3: 2Вт/(м*К).
http://www.dodeca.ru/nom_komp.htm

Фишка масла в том, что оно жидкое. А в жидкости есть конвенция. Масло будет течь и передавать тепло с транзюка, стенкам.


Если у него шахта с водой, то может быть без этого никак. У масла есть еще фича - можно открыть, и посмотреть что не работает.


Классная штука. А кто им на Украине торгует?

Насчет эпоксидки с добавками подумаю. Номаконовский компаунд хорош, попробую найти поставщика на Украине.


Вот кстати в поисковике нашел, не Номакон конечно, но и не бакалит
http://www.elox.com.ua/items.php?cat=6&id=11

Потребители герметиков и компаундов Силотерм:

* АЭС Украины, Российской Федерации, страны ближнего и дальнего зарубежья;
* СМУ;
* объекты ВПК;
* промышленные объекты;
* фирмы занимающиеся остеклением и перегородками.
Может на хозяйственных рынках есть?

Будем искать

А у твердого компаунда кондукция.


Есть такое. Открыть можно. Есть и другое - масло стареет со временем. Потом его сушить надо, да и вообще желательно по ходу контролировать. У меня знакомый делал такие пром. установки под это дело. Муторно.

Если верить интернету (http://www.svaltera.ua/news/p-8.pdf), то "официальным дистрибьютером Номакон на Украине является СВ АЛЬТЕРА (http://www.svaltera.ua/)". Правда не похоже, что они об этом знают ...
Сайт самого Номакона http://nterm.ru/, там можно по аське вопрос задать про представителей.
Сами мы компаунды не применяли, а вот подложки - да. Покупали через традиционных поставщиков вроде Симметрона или Промэлектроники. Симметрон есть и на Украине - можно попробовать.

Конвенция круче.


Это да. Но если есть высокие напряжения. Из того что я понял, если напряжения низкие (десятки киловольт) то сушить не обязательно. Может быть даже лужа из воды на дне бочки. (если не переворачивать)

Переделайте схемотехнику вашего стабилизатора. Поставьте импульсный - ничего рассеивать не надо будет (ну меньше во всяком случае) + экономия энергии. Опишите подробнее - может и не надо будет ничего рассеивать.

Схемотехнику переделать затруднмтельно, поскольку устройство питается от переменного тока, хотя если подскажете схему импульсного преобразователя тока в напряжение буду благодарен.

Так Вы опишите задачу, посмотрим что можно будет сделать .

Так задача простая, блок питается от трех трансформаторов тока, поэтому и нужен преобразователь тока в напряжение и для этой цели я и применил параллельный стабилизатор.

Конвенция однозначно круче, но имелась в виду, видимо, конвекция.


Ох не ту, вы проблему решаете.... Это из серии героического преодоления трудностей, самим же и созданных. Мне приходилось участвовать в разработке взрывозащищённого шахтного оборудования. Опыт говорит о том, что задачи ещё какие непростые... Настолько, что подсказками на форуме их не решить, ИМХО, если в этой области знаний маловато.
Но совет переделать схему стабилизатора - самый разумный. Покажите, как он устроен у Вас сейчас.

Увеличьте толщину проводящего слоя за счет олова и напаяк на слой


У Вас случайно транзистор не работает в линейном режиме?

И что это даст?

А в каком ещё режиме он может работать в линейном стабилизаторе?

Это даст жалкое подобие радиатора и не более. Мы увеличим объем теплоотвода.
Чето я не видел про линейный стабилизатор, когда писал. Про параллельный видел, а линейный нет.

Скажем так устройство напрямую не предназначено для установки на шахтах ( кроме того шахта не угольная и требования там не такие как на угольных), оно больше для карьеров. Действительно технические проблемы тут - это самые легкие проблемы, а вот остальные, учитывая бюракратию и взятки куда круче, но это тема отдельного разговора. Стабилизатор простейший, устроен пока вот так ( это пока "макетный" вариант).

1.Надо бы в этой схеме резюк поставить в качестве нагрузки для транса.
2.Перейти к импульсному преобразователю, правда кудато нуно будет энергию лишнюю отдавать, или гасить на резюке, или преобразовывать и отдавать в нагрузку.

Резистор в качестве нагрузки конечно заманчиво, но увы не реализуемо, потому как девайс работает в широком диапазоне входных токов 10 - 200А ( трансформатор тока 1:500, на вторичке будет 0,02 - 0,4А ) поэтому резистор тут буде не совсем уместен, да и мощность которую нужно рассеивать никуда не денется, да и по цене это будет гораздо дороже чем один транзистор пусть и с радиатором.

Вариант, мягко скажем, не оптимальный... , во всяком случае, на первый взгляд. Давайте разберёмся с общими требованиями.
1. Где у Вашей схемы выход? Там же, где и вход? Или - сток VT2?
2. Как к стабилизатору подключаются трансформаторы тока? Почему их, кстати, три?
3. Почему питание обусловленно именно трансформаторами тока?
4. Что питать, собственно нужно: ток потребления, напряжение, допуски?

http://www.nterm.ru/

Когда то давным давно великим Сеймуром Креем была создана ЭВМ , вся логика которой, была собрана на ЭСЛ серии 10k/100k, отличающейся высоким потреблением и соответственно с значительным тепловыделением. Платы с логикой были установлены в стойки (шкафы). Ключевая особенность конструкции - жидкостное охлаждение стойки с платами. Сами платы содержали внутренние теплопроводящие слои (100 - 300 мкм), которые выходили на омедненные торцы печатных плат, которые крепились к охлаждаемым рамкам.
Все технологии - осаждение меди на внутренних слоях, метализация торцов - делает каждый серьезный производитель плат.
Я вот тоже в новом приборе думаю завести внутренний слой земли с выходом на торцы печатных плат, надо от двух BGA под заливкой, температуру отводить на корпус...

Всё это, конечно, интересно и познавательно, но для данной задачи вряд ли актуально.

Сорри, оговорился, для силового транзистора.

1. Вход предохранитель.
2. Подключается через три диодных моста, три потому что три фазы.
3. Потому что через устройство должны проходить три провода без всяких подключений к ним.
4 Питать схему контроля тока через каждую фазу, потребление +5В, 60 ма.
5. Схема ограничена ценой в 20-25$
6. Размер платы тоже сильно ограничен.

Что-то здесь не так - если устройство питается источником тока и минимальная величина его 20 мА - откель возьмётся 60? Или это от каждой фазы берётся по 20 мА?
Вообще, для такой задачи подошёл бы ШИМ-контроллер с ключом (без дросселя, поскольку устройство питается постоянным током). Заряд, накопленный выходным конденсатором в интервале, когда ключ замкнут, равен заряду, отдаваемому в нагрузку в интервале, когда ключ разомкнут. Из правила баланса заряда следует - выходное напряжение пропорционально питающему току, умноженному на коэффициент заполнения. Т.е., при изменении питающего тока ШИМ-контроллер будет поддерживать постоянное напряжение на выходе, регулируя коэффициент заполнения. Проблема в том, что нужно двадцатикратное перекрытие коэффициента заполнения.

Простите, если я правильно понял, то ток либо колоколообразный с частотой 100 Гц, если питание осуществляется от одной фазы, либо пульсирующий с частотой 300 Гц, если питание производится от всех трансформаторов через трехфазный выпрямитель.
Если предположить, что нагрузка по фазам может быть распределена неравномерно (по одной фазе потребляется 1 А, а по другой 101 А, то входной ток постоянным считать нельзя.

Если частота коммутации ШИМ значительно превышает частоту сети, то на одном интервале коммутации ток можно считать постоянным. При питании от 3 фаз все три источника тока соединены паралллельно, токи суммируются, и, даже в случае их неравномерного распределения, на одном интервале коммутации ток всё равно будет почти постоянным. Конечно, могут быть кратковременные броски тока, но на них можно поставить параллельный стабилизатор, который будет включаться именно при таких оказиях.