Ustal, czy podwozie jest odpowiednim radiatorem?

10

Wziąłem małe aluminiowe pudełko na mały projekt DAC zasilany przez USB ...

... a po złożeniu zauważyłem, że boczne panele pudełka były bardzo fajne w dotyku i wykonane z grubego aluminium o obiecującym wyglądzie:

Mam kilka potencjalnych układów scalonych, które mogą wymagać chłodzenia, w zależności od tego, gdzie zaprowadzi mnie projekt / schemat, i zastanawiałem się, jak można ustalić, czy panele będą w ogóle przydatne jako radiatory? Nie oczekuję, że będą działać tak dobrze jak rzeczywisty radiator, ale w przypadku mniejszych układów scalonych (regulatory napięcia i tym podobne) dobrze byłoby wiedzieć, że jest dostępna opcja.

Czy istnieje sposób matematycznego obliczenia oporu cieplnego takiego panelu , czy też najlepszy sposób na przeprowadzenie tylko kilku testów temperaturowych?

heatsink thermal cooling

— abza
źródło

2

Podczas wyszukiwania w Google „aluminiowego oporu cieplnego” pierwszym hitem był następujący kalkulator: mustcalculate.com/electronics/thermalresistance.php

— Dampmaskin

11

Wow, to rzeczywiście „słodkie małe aluminiowe pudełko”

— rura

4

Te czarne strony wydają się anodowane, barwione na czarno. Jeśli jest to czarna farba, radiator nie będzie skuteczny. Kolejny punkt - przewodzenie ciepła od boków do przodu będzie dość dobre - co byś poczuł z gorącym panelem przednim?

— glen_geek

3

@ laptop2d - Sweet Little Aluminium Boxes International ™! Nie, mam to z tej strony - modushop.biz . To włoska firma, która produkuje obudowy przede wszystkim dla branży audio dla majsterkowiczów.

— abza

2

Zakładając, że możesz dobrze oddać ciepło z paczki do pudełka, wtedy radiator do pudełka prawdopodobnie będzie lepszy niż radiator do powietrza wewnątrz pudełka (przez radiator z żebrowaniem). Niezależnie od otworów.

— Jack B

12

Używanie obudowy jako radiatora jest powszechną metodą, jednak należy zrozumieć kilka rzeczy.

Jak wspomina Laptop2d, trudno jest modelować charakterystykę termiczną obudowy, a pomiar eksperymentalny może być ostrożny.
Radiatory do pracy polegają na przepływie powietrza. Ponieważ płyty te są płaskie, istnieje duża szansa, że ktoś zainstaluje skrzynkę przyłożoną do czegoś izolowanego termicznie ... na przykład odepchniętego od płyty gipsowo-kartonowej. Jeśli dotyczy to czegoś własnego i możesz kontrolować przepływ powietrza, może być w porządku. W przeciwnym razie może być konieczne dodanie funkcji do płyty, aby zapobiec wystąpieniu i zaprojektowanie jej działania w najgorszych przypadkach, albo rzeczy mogą zawieść, a nawet zapalić się.
Jak gorący będzie talerz. Chociaż radiator może wystarczyć do utrzymania działania elektroniki, sama płyta może być bardzo gorąca w dotyku, nawet wystarczająco gorąca, aby spowodować oparzenia skóry. Ważne jest, aby każda powierzchnia zewnętrzna była utrzymywana w rozsądnych temperaturach.
Fizyka dyktuje, że płyta rozszerzy się w temperaturze. W niektórych przypadkach może to powodować niefortunne mechaniczne skutki uboczne. (wybacz pun ...)

— Trevor_G
źródło

2

Nawet dwa kalambury. W niektórych przypadkach mogą wystąpić działania niepożądane po stronie twoich przypadków.

— user253751

1

Radiator z boku skrzynki ze złączami jest powszechnym sposobem uzyskania przepływu powietrza. Ale oczywiście oznacza to, że jest bardziej prawdopodobne, że zostanie tam dotknięty, być może obniżenie górnej granicy temperatury z ouch do nieco ciepłego (górne granice podano w niektórych standardach). Na przykład często potrzebne są regulatory w pobliżu złącza zasilania i przykręcone z tyłu, gdzie dochodzi do zasilania.

— Chris H

8

R_{t h} = \frac{3.3}{\sqrt{λ \cdot re}} do + \frac{650}{S.} do

$R_{th} = \frac{3.3}{\sqrt{\lambda \cdot d}}C+\frac{650}{S}C$

$d$

$\lambda$

$S$ $^2$

$C$

Oczywiście, jak zawsze, gdy mówimy o przenoszeniu ciepła, nie ma jednej prostej odpowiedzi, ponieważ większość równań w tej dziedzinie jest empiryczna. Aby znaleźć (prawdopodobnie) dokładniejsze rozwiązanie, spójrz na przykład na ten artykuł: http://www.heatsinkcalculator.com/blog/how-to-design-a-flat-plate-heat-sink/

— Jakub Rakus
źródło

Cienka płyta jest kiepskim czynnikiem rozpraszającym ciepło, więc przyjęcie S za obszar całej strony może być optymistyczne dla jednego lub dwóch komponentów (wyobrażam sobie TO-220, ponieważ łatwo je przymocować do skrzynek). Link na końcu zawiera bardziej szczegółowe informacje na ten temat.

— Chris H

Wydaje mi się, że powodem, dla którego pytałem, jest to, że panele nie są płaskie - mają rowki, które, jak wyobrażałem sobie, mogłyby promieniować ciepło. Czy na ogół jest to tylko kwestia obliczenia rzeczywistego pola powierzchni z uwzględnieniem rowków, a następnie ekstrapolacji go na „płaską” płytkę o równoważnych rozmiarach?

— abza

7

Problem polega na tym, że musisz wymodelować całe pudło i powietrze, aby uzyskać rozsądną liczbę określającą, ile ciepła może odpowietrzyć podwozie.

Możesz po prostu zamodelować go jak nieskończony radiator (w temperaturze pokojowej), a następnie użyć współczynnika połączenia termicznego opakowania i oporu cieplnego pasty termicznej lub podkładki, którą zamierzasz zatopić w pudełku.

Lub jeśli plan wymaga rozproszenia dużej ilości ciepła, skrzynkę można modelować jako opór cieplny. Aluminium ma wartość 205,0 W / (m K), ale problem polega na tym, że powietrze otacza całą skrzynkę, więc aby go naprawdę modelować, należy zsumować opór cieplny w wielu różnych punktach, ponieważ powietrze ma przewodność cieplną 0,024 W / (m K)

Z doświadczenia prawdopodobnie łatwiej byłoby po prostu przymocować rezystor z boku i zmierzyć go.

— Skok napięcia
źródło

Temperatura pokojowa prawdopodobnie nie jest dobrym przypuszczeniem dla wielu watów mocy. Mam na myśli zewnętrzne obudowy dysków twardych lub gołe dyski twarde 3,5 "pracujące na wolnym powietrzu (prawdopodobnie około 5 do 10 W.). Ich strony zewnętrzne mają tendencję do przekraczania temperatury pokojowej o około 10 lub 20 stopni po umieszczeniu na podłodze bez wentylatory lub otwarte okna wytwarzające przepływ powietrza (zgadnij z pamięci, jak było im gorąco; ale to jest zgodne z tym, co powiedzieli ich wewnętrzne czujniki temperatury). Myślę, że właśnie dlatego napisałeś akapit po tym, w przypadku ogrzewania podwozia nie bez znaczenia.: P

— Peter Cordes

-2

Obudowa może być odpowiednia z termicznego punktu widzenia. Jeśli to konieczne, może być konieczna izolacja urządzeń. Materiały takie jak tlenek glinu Beta, mika, Silpad itp. Są izolatorami elektryczności i przewodnikami ciepła. Skończona przewodność cieplna daje karę cieplną w porównaniu do bezpośredniego łączenia śrub metalowych. Pamiętaj, że półprzewodniki marnujące energię są pojemnościowo połączone z obudową, mimo że są izolowane elektrycznie. Jeśli zaangażowane są fale kwadratowe o wysokiej częstotliwości, Twoje ładne, aluminiowe pudełko będzie dobrą anteną i możesz zawieść wypromieniowaną EMC. Radiator podwozia był częstszy w przypadku obwodów liniowych starej szkoły.

— Autystyczny
źródło