Форумы сайта "Отечественная радиотехника ХХ века"

Конструирую усилитель (нестандартный)
Получается усилитель с очень высокими параметрами и несложный по схеме.
Не хочется, чтобы сама конструкция была сложной в изготовлении.

В итоге получается, что на выходе 6 транзисторов на канал (по 3 в плечо).
Транзисторы в пластиковом корпусе ТО-220 (как КТ837)

На каждом транзисторе выделяется 4 Вт тепловой мощности (для округления - пусть 5 Вт)

Все радиаторы должны быть отделены друг от друга.
Т.к. у каждого транзистора свой тепловой режим и своя подстройка тока (чтобы выровнять по тепловому режиму)

Вопрос: как лучше на плате оконечника УМ разместить 6 радиаторов?
Какие размеры радиаторов должны быть?

Как проще всего и технологичнее реализовать охлаждение выходных транзисторов (как проще построить расположение радиаторов)?
- на плате?
- отдельно ?

Нужны советы.

1)

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 19:37

для округления - пусть 5 Вт

- это ни о чём. ИМХО прокатят радиаторы с компьтерного БП. Размер-площадь - типа спичечного коробка, П-образными согнуть. Можно на два п-образных в разные стороны.
По фен-шую лучше чётного цвета: это не сильно, но влияет. Размер и цвет из личного реального опыта.
2)

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 19:37

как лучше на плате оконечника УМ разместить 6 радиаторов?

- плату УМ вертикально, а радиаторы с 2-х сторон.
3)

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 19:37

на плате?

- на плате, с минимальными проводниками. Есть промышленные конструкции, где сама длина проводов к выходникам сказывается, а заранее об этом никому не известно и нигде как правило не указано.

Я советчик слабый, ну так.... поговорить то можно!
5 ватт это надо радиатор 150 квадратов
на 6 транзисторов радиатор 1000 см2 Ну это не много.
Но на плате по моему будет сложно монтаж делать с радиаторами, лучше радиаторы закрепить отдельно в два ряда, а плату между ними, можно даже вертикально.
Конечно лучше радиаторы снаружи поставить, охлаждение лучше, но тогда опасно что замкнешь радиатор на корпус.
Не, внутри в два ряда и плата между ними. И отверстия в корпусе для вентиляции.

Радиаторы должны быть изолированы друг от друга.
Номинально там выделяется 3,5 Вт на одном транзисторе.

(корпус ТО-220 выдерживает 1Вт вообще без радиатора)

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 21:33

Номинально там выделяется 3,5 Вт на одном транзисторе.

И какая должна быть площадь?

АлексейГрей писал(а): ↑

19 июл 2022, 21:45

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 21:33

Номинально там выделяется 3,5 Вт на одном транзисторе.

И какая должна быть площадь?

Похоже что для такой мощности достаточно радиатора с площадью 35 см2
(при перегреве +70 градусов)
Впрочем схема содержит защиту от перегрева - поэтому никаких проблем нет.

Наверное попробую смастерить из алюминия размером 2х9 см с размещением 6-ти таких "радиаторов" на плате.
Здесь еще к каждому радиатору нужно будет прижать диод (датчик температуры).

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 21:56

Похоже что для такой мощности достаточно радиатора с площадью 35 см2

Ой, что то сомневаюсь я!
У меня при мощности 1,2 ватта на радиаторе 80 см2 греется! Правда не 70 градусов, а 40-50, но тоже ощутимо!
Ну а кто мешает попробовать?
Если реально хватит 35см, то китайские не большие, копейки стоят и на плату ставить удобно.

...Я бы лучше каждый транзистор на кусок алюминиево уголка разместил, а уголки через теплопроводную резину к общему радиатору... Так как термостабилизация предусмотрена - конструктивно такой вариант будет проще, чем отдельные радиаторы для каждого транзистора и даже несколько компактней - если радиатор сделать элементом корпуса...

Что-то идёт обсуждение кота в мешке. Что за зверь - тайна? Схема, основа конструкции, эскизы или хотя бы предварительные более подробные словесные описания. По три транзистора в плечо - в параллель или какой-нибудь экономичный H (трёхэтажник)? Или что-то ещё? Применена какая-то хитрая схема компенсации нелинейности с настройкой в ряде точек? Плата с лепестками или печатная? Я любопытный, советчик тоже слабый. Но снова напишу пожелание вести цепи выходного каскада проводами, а не печатным монтажом, пока не поздно и это уже не сделано. А печаткой, если плата печатная, делать монтаж только слаботочных цепей без амперных токов. Особенно если радиаторы вне платы. Но только ИМХО, хозяин - барин, всё решать ему. И открывать ли тайну, тоже. Но чем абстрактнее описание и больше тайн, тем более общими и предварительными будут и советы, даже от самых квалифицированных и опытных. Кстати, вариант с вентиляторами и даже с управлением ими в зависимости от температуры рассматривается?

Схема есть.
Плату еще не рисовал, потому как не могу определиться с конструкцией радиаторов.
Есть ощущение, что можно небольшие радиаторы разместить прямо на плате.
Думаю как сделать попроще конструкцию.

Питание +/-22 вольта.
Выходная мощность 30 Вт (4 Ома)

Выходной каскад двухтактный.
По 3 транзисторов в плечо (всего 6 транзисторов)
Корпуса - пластмассовые ТО-220.

Симулятор показывает, что на максимальной мощности на одном транзисторе выделяется до 3,5 Вт тепла.

Покопался у себя.
Нашел 2 радиатора (на понимание)

1. Плата стабилизатора от магнитофона "Снежеть-203" ("непаянная", 07.81 гв)
Радиатор, S = 25 см2
(алюминиевая пластина толщиной 2 мм, шириной примерно 2,5 см в среднем (ширина переменная от 3,5 до 1,0 см), общей длинной 5 см )

2. Неизвестный радиатор
S = 40..50 см2
(размеры: основание 2х5 см, ребра высотой 1,5 см)



Первый немного маловат по размерам.
Максимум до 2,5 Вт потянет.
Но что-то подобное (6 шт.) можно было бы разместить на плате УМ...

FAI4 писал(а): ↑

19 июл 2022, 19:37

Какие размеры радиаторов должны быть?

Интересный рисунок,температуры указаны радиатора или окружающие? Обычно считаю сам,но тут нужно задаться ожидаемой температурой,те максимум допустимого для радиатора из рассчета желаемой температуры перехода транзистора.

По оси Y отложена искомая площадь радиатора в квадратных сантиметрах. По оси X — мощность выделяемая в виде тепла на полупроводниковом элементе и линии соответствующие температуре перегрева полупроводникового элемента. Например: температура перегрева = 70градусов, значит температура радиатора будет = 90 градусов учитывая, что температура в нормальных условиях = 20 градусам.

Выходит, что для 4-5 ватт выделяемой мощности, как хочет автор, нужна площадь около 100 см!

В идеале, тепло отводить вне корпуса. Сам корпус ребристый алюминий, транзисторы через прокладки конечно. Если делать внетри, нужна хорошая вентиляция. В сумме, прилично тепла выделится и это только тр-ры.

Ну применительно к линиям...окей, берем 20вт,радиатор хочу греть до 40...1300кубсм,пришло лето 40град,согласно графика,при том же желаемом перегреве ...3000кубсм....(в таблице строки кончились),ну а по правде...нереальная величина!!!!
Зы:автор просто не задал главного,те температуру кристала,желаемую,исходя из нее,сопротивления корпуса,прокладки и окружающего воздуха вырисовывается конечная температура радиатора или придельная для транзистора,конечно с учетом допустимой мощности самого транзистора.Типичная ошибка молодых инженеров...разработка прибора,условия взяты летние,температуры максимальные,радиатор греется допустим до 80град,все вроде прекрасно,но прибор думают ставить в цех на кран балку....10 минут работы транзистора летом.

Рабочая температура корпуса, думаю 70 градусов будет нормально
(при температуре воздуха 30 градусов)
Т.е +40 градусов перепад.

Уточнил мощность на транзисторе.
P = 4,2 Вт на максимальной (неискаженной) мощности
Получается, что нужен радиатор S=120 см2

При S=60 см2 получаем перепад по температуре +60 градусов.
В принципе терпимо, т.к. в системе есть защита от перегрева.

FAI4 писал(а): ↑

20 июл 2022, 21:18

Питание +/-22 вольта.
Выходная мощность 30 Вт (4 Ома)

Выходной каскад двухтактный.
По 3 транзисторов в плечо (всего 6 транзисторов)
Корпуса - пластмассовые ТО-220.

Симулятор показывает, что на максимальной мощности на одном транзисторе выделяется до 3,5 Вт тепла.

Значит, всё-таки в параллель, никакой не трёхэтажник, чисто аналоговый. До 3,5 Вт на синусе, а наиболее тяжёлый режим на меандре с амплитудой, равной половине напряжения питания (+/- 11 В). Такие сигналы вполне возможны, например от ЭМИ или генератора. В этом режиме выделяется на каждом транзисторе пиковая мощность 10 Вт и средняя, определяющая температуру, 5 Вт. Это на резистивной нагрузке, на реальной процессы сложнее. И в режиме B, без тока покоя. Если таковой имеется, то больше, мгновенных переключений не бывает. И даже в режиме B возможны короткие импульсы сквозного тока. И при равномерном распределении токов по приборам, при разбалансе на отдельных выделяется больше.
У каждого транзистора своя подстройка тока. Только тока покоя или тока во всём диапазоне значений сигнала? Это не одно и то же.

Растаман писал(а): ↑

21 июл 2022, 19:31

В идеале, тепло отводить вне корпуса. Сам корпус ребристый алюминий, транзисторы через прокладки конечно. Если делать внетри, нужна хорошая вентиляция. В сумме, прилично тепла выделится и это только тр-ры.

При словах "нужна хорошая вентиляция" снова невольно подумал о вентиляторах. Но похоже, что всё-таки предполагается и обсуждается конструкция без принудительного охлаждения. Хотя в эпоху современных гаджетов вентиляторы раздобыть стало проще, чем в 70-е - 80-е.
Кстати, если не только амперные токи вести проводами (не печаткой), но и радиаторы разместить вне платы, помимо прочего, можно уменьшить подогрев предварительных каскадов выходным, что есть хорошо. Но поскольку желательны короткие провода, необходимо удачно расположить плату относительно радиаторов. В частности, лучше не над ними, чтобы на маломощную часть ничто не дышало жаром. Блок питания тоже подальше, чтобы было меньше и наводок, и подогрева.

Ток покоя 20...30мА на один транзистор (всего получается общий ток покоя примерно 60...100мА)

Вентилятор не нужен, тк усилитель должен работать с предельным качеством без лишних шумов
(искажения < 0.0001%)

Тут попались на глаза радиаторы от мостов с компьютерных материнских плат.
Наверное в самый раз подойдут.

Посмотрю у наших ИТ-шников (сколько у них наберется на неисправных платах в "мусорке")

П-образный профиль в Леруа-Марлене. Если есть ИТ-шники, значит можно из горелых БП наковырять термопрокладок и шайб. У тех же господ взять термопасты.
Дёшево и сердито.
Если усилитель подтвердит свои супер параметры, тогда уже мудрить с приличным корпусом.

ИМХО.

У меня около 30 компьютерных БП есть...
Удастся ли сделать радиаторы в пределах печатной платы, или придется делать внешний.
Это собственно главный вопрос..