Dissipatori
© by Vittorio Crapella - i2viu
CALCOLO DISSPIATORI DI CALORE
C= CONTENITORE TRANSISTORE
D= DISSIPATORE (ALETTA DI RAFFREDDAMENTO)
A= AMBINETE DOVE LAVORA IL TRANSISTORE
Rjc = Resistenza termica fra junzione e contenitore
Rcd= Resistenza termica fra contenitore e dissipatore
Rda= Resistenza termica fra dissipatore e ambiente
Rja = Resistenza termica fra junzione e ambiente, la somma di tutte le resistenze termiche.
Rja= Rjc + Rcd + Rda
La resistenza termica si può definire come salto di temperatura diviso la potenza
Rt = dT/ W In particolare per il caso dei transistori sarà:
Pot. Diss.= ( Tj - Ta )/ Rja
Dal manuale dei transistori si può conoscere la Tjmax e la Pmax per una temperatura del contenitore di 25 gradi ºC, pertanto per un 2N3055 si avrà
Rjc= (220 ºC - 25 ºC)/ 115 W = 1.52 ºC/W
Per sicurezza si usa una Tj pari a Tjmax moltiplicata per un fattore compreso tra 0.5 e 0.7
Rjc= (Tj - Tc)/ Pmax
Rja= (Tj -Ta)/ Pmax
Tc= Ta+ Pmax(Rcd + Rda) Td=Ta + Pmax Rda
ESEMPIO:
DIMENSIONAMENTO DI ALETTA PER UN 2N3055 CHE DEVE DISSIP. 20W
Tjmax da manuale = 200 ºC da cui Tj= 200 x 0.5 = 100 ºC
Supponiamo che i 20W vengano dissipati in un ambiente che raggiunge 30ºC
Rja= (Tj - Ta)/ 20 = 70/20 = 3.5 ºC/W
Rjc= (Tjmax -25 ºC)/115 = ( 200 - 25 )/ 115 = 1.52 ºC/W
Dalla tabella di Rcd in funzione del contenitore per il TO3 senza mica a contatto diretto ho
Rcd= 0.25 ºC/W
Conoscendo che Rja= Rjc + Rcd + Rda posso trovare :
Rda= Rja - Rjc - Rcd = 3.5 - 1.52 - 0.25 = 1.73 ºC/W
Devo ora trovare un dissipatore con una resistenza termica di 1.73 ºC/W Se al posto di una aletta apposita uso una piastra di alluminio nero di spessore 2mm, posso usare la formula seguente per determinare i cm quadrati di superficie S.
S= 335/ Rda = 335/1.73 = 192 cm2
Se l'alluminio é bianco : S= 400/Rda = 400/1.73 = 231 cm2
Per finire possiamo calcolare la temperatura che raggiungerà il contenitore del transistore
Tc= Ta+ P (Rcd + Rda) =30 + 20 (0.25 + 1.73)= 69.6 ºC
mentre quella del dissipatore sarà :
Td= Ta+ P x Rda = 30 + 20 x 1.73 = 64.6 ºC
TABELLA Rcd