Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора



Как рассчитать радиатор для транзистора

Как рассчитать радиатор для транзистора Нередко, проектируя мощное устройство на силовых транзисторах, или прибегая к использованию в схеме мощного выпрямителя, мы сталкиваемся с ситуацией, когда необходимо рассеивать очень много тепловой мощности, измеряемой единицами, а иногда и десятками ватт.

К примеру IGBT-транзистор FGA25N120ANTD от Fairchild Semiconductor, если его правильно смонтировать, теоретически способен отдать через свой корпус порядка 300 ватт тепловой мощности при температуре корпуса в 25 °C! А если температура его корпуса будет 100 °C, то транзистор сможет отдавать 120 ватт, что тоже совсем немало. Но для того чтобы корпус транзистора в принципе смог отдать это тепло, необходимо обеспечить ему надлежащие рабочие условия, чтобы он раньше времени не сгорел.

Все силовые ключи выпускаются в таких корпусах, которые можно легко установить на внешний теплоотвод — радиатор. При этом в большинстве случаев металлическая поверхность ключа или другого устройства в выводном корпусе, электрически соединена с одним из выводов данного устройства, например с коллектором или со стоком транзистора.

Так вот, задача радиатора как раз и состоит в том, чтобы удержать транзистор, и главным образом его рабочие переходы, при температуре, не превышающей максимально допустимую.

IGBT-транзистор FGA25N120ANTD

Если корпус кремниевого транзистора полностью металлический, то типичная максимальная температура составляет примерно 200 °C, если же корпус пластиковый, то 150 °C. Данные о максимальной температуре для того или иного транзистора вы сможете легко найти в даташите. Например для FGA25N120ANTD лучше если его температура не будет превышать 125 °C.

Даташит для для FGA25N120ANTD

Зная все основные тепловые параметры, несложно подобрать подходящий радиатор. Достаточно лишь выяснить максимальную температуру окружающей среды, в которой будет работать транзистор, мощность, которую должен будет рассеивать транзистор, затем подсчитать температуру переходов транзистора с учетом тепловых сопротивлений соединений кристалл-корпус, кропус-радиатор, радиатор-окружающая среда, после чего останется выбрать радиатор, с которым температура транзистора будет хотя бы немного ниже максимально допустимой.

Важнейшим параметром при подборе и расчете радиатора является тепловое сопротивление. Оно равно отношению величины перепада температур на поверхности теплового контакта в градусах к передаваемой мощности.

Когда тепло передается посредством процесса теплопроводности, то тепловое сопротивление остается величиной постоянной, которая не зависит от температуры, а зависит лишь от качества теплового контакта.

Если переходов (тепловых контактов) несколько, то тепловое сопротивление перехода, состоящего из нескольких последовательных соединений, окажется равно сумме тепловых сопротивлений этих соединений.

Так, если транзистор будет смонтирован на радиатор, то общее тепловое сопротивление при теплопередаче будет равно сумме тепловых сопротивлений: кристалл-корпус, корпус-радиатор, радиатор-окружающая среда. Соответственно температура кристалла находится в этом случае по формуле:

Температура кристалла

Для примера рассмотрим случай, когда нам необходимо подобрать радиатор для двух транзисторов FGA25N120ANTD, которые будут работать в схеме двухтактного преобразователя (push-pull), причем на каждом транзисторе будет рассеиваться по 15 ватт тепловой мощности, которую необходимо передать в окружающую среду, то есть от кристаллов транзисторов через радиатор — воздуху.

Поскольку транзисторов два, то сначала найдем радиатор для одного транзистора, после чего просто возьмем радиатор с вдвое большей площадью теплообмена, с вдвое меньшим тепловым сопротивлением (будем использовать изолирующие прокладки).

Пример расчета радиатора для транзистора

Пусть наше устройство будет работать при температуре окружающей среды в 45°C. Пусть температура кристалла удерживается не выше 125°C. В даташите видим, что для встроенного диода тепловое сопротивление кристалл-корпус больше теплового сопротивления кристалл-корпус непосредственно IGBT, и оно равно 2 °C/Вт. Это значение и будем брать в расчет в качестве теплового сопротивления кристалл-корпус.

Тепловое сопротивление силиконовой изолирующей прокладки составляет порядка 0,5 °C/Вт — это и будет тепловое сопротивление корпус-радиатор. Теперь, зная рассеиваемую мощность, максимальную температуру кристалла, максимальную температуру окружающей среды, тепловое сопротивление кристалл-корпус и тепловое сопротивление корпус-радиатор, найдем необходимое тепловое сопротивление радиатор-окружающая среда.

Тепловое сопротивление радиатор-окружающая среда

Итак, нам необходимо подобрать такой радиатор, чтобы тепловое сопротивление радиатор-окружающая среда получилось в данных условиях 2,833 °C/Вт или меньше. И до какой температуры в этом случае перегреется радиатор по сравнению с окружающей средой?

Возьмем найденное тепловое сопротивление на границе радиатор-окружающая среда, и умножим на рассеиваемую мощность, для нашего примера 15 Вт. Перегрев составит около 43 °C, то есть температура радиатора будет около 88 °C. Поскольку транзисторов в нашей схеме будет два, то и мощности рассеять нужно будет вдвое больше, значит необходим радиатор с тепловым сопротивлением вдвое меньшим, то есть 1,4 °C/Вт или меньше.

Определение площади радиатора для транзистора

Если у вас нет возможности подобрать радиатор именно с найденным тепловым сопротивлением, то можно воспользоваться старым добрым эмпирическим методом — обратиться к графику из справочника. Зная разность температур окружающая среда — радиатор (для нашего примера 43 °C), зная рассеиваемую мощность (для нашего примера для двух транзисторов — два по 15 Вт), находим необходимую площадь радиатора, то есть общую площадь контакта радиатора с окружающим воздухом (для нашего примера — два по 400 кв.см).

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Обучение Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Источник

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Диодные мосты KBPC50, KBPC35, KBPC25, KBPC15, KBPC10, KBPC8, KBPC6, KBPC1 – однофазные двухполупериодные преобразователи переменного тока в пульсирующий постоянный (четырехдиодная схема Гретца) в цепях с нагрузкой от 3А до 50А и обратным напряжением 50В – 1200В.

На вход (обозначается как "Input" или тильдой "

") схемы подается переменный ток. В каждый из полупериодов входной ток проходит только через два диода. В результате, на выходе (обозначается как "DC Output" или значками "+" и "") получаем ток, пульсирующий с частотой в два раза больше, чем частота входного.

Для сглаживания полученного пульсирующего постоянного тока используют фильтр, зачастую это конденсатор большой ёмкости.

Диодные мосты KBPC отличаются высокой импульсной перегрузочной способностью и довольно низким прямым падением напряжения.

Материал корпуса преобразователя – негорючий термостойкий пластик или электрически изолированный металл. Внутри корпус полностью капсулируется эпоксидной смолой. Рабочая частота – до 50Гц. Полярность моста указана на корпусе.

Тип монтажа диодных сборок – по THT-технологии (выводы монтируются непосредственно в сквозные отверстия печатной платы). Крепление проводов – с помощью подпайки или разъемов типа "мама".

Для винтового крепления дополнительного охлаждения (радиаторы, охладители) в корпусе диодных мостов предусмотрено специальное крепежное отверстие.

Повышенная рабочая температура среды составляет не более +150°С, пониженная рабочая температура – не ниже -55°С.

Применяются диодные мосты KBPC в различных устройствах промышленного оборудования – преобразователи, блоки питания, схемы управления электродвигателями, зарядные устройства, регуляторы мощности.

Более подробные характеристики, расшифровка маркировки, схема диодных мостов KBPC50, KBPC35, KBPC25, KBPC15, KBPC10, KBPC8, KBPC6, KBPC1, а также габаритные размеры указаны ниже.

Гарантийный срок работы поставляемых нашей компанией диодных мостов KBPC составляет 2 года, что подкрепляется соответствующими документами по качеству.

Окончательная цена на диодные мосты KBPC зависит от количества, сроков поставки и формы оплаты.

Собирая электронное устройство из набора электронных компонентов, попросту радиоконструктора, полезно ознакомиться с опытом предшественников, тех, кто уже его собрал и успел поделиться приобретённой информацией, например на сайтах «Радиосхемы», «Элво», «Технообзор» или «Эл-схема». Это не только убережёт от ошибок, но и даст возможность привнести в проект что-то новое, полезное для работы схемы собираемого устройства.

Радиатор для диодного моста

Набор для сборки блока питания был укомплектован выпрямительными диодами 1N5408, их максимальное обратное напряжение 1000 В, максимальный постоянный прямой ток 3 А. Выходное напряжение БП 0 – 30 В, а выходной ток от 2 мА до 3 А и уже собравший его радиолюбитель сетует на то. что эти диоды при токе даже 2 А нещадно греются и советует произвести их обязательную замену на более мощные. То, что греются не удивительно, ибо при выходном токе в 3 А выпрямительные диоды на входе должны быть установлены как минимум на 5 А. Однако при таком подходе, как минимум, треть компонентов любого набора для сборки электронных устройств придётся подвергать замене. Считаю правильнее подойти к этому вопросу более объективно и взвешенно. Так каждый радиолюбитель уже заранее знает, какой ток он реально собирается снимать с выхода собираемого БП. В данном конкретном случае это будет максимум 1 А, на всякий случай буду иметь ввиду кратковременно до 1,5 А. БП питания вполне выдержит эту нагрузку, но для того чтобы облегчить ему выполнение этой задачи можно кое что сделать.

Читайте также:  Схемы подключения радиаторов отопления

Радиатор для диодного моста

Самый простой способ охлаждения электрорадиодеталей (ЭРИ) — пассивное отведение тепла с применением радиаторов. Он основан на явлениях теплопроводности материалов и естественной конвекции. Собственные размеры полупроводникового кристалла весьма малы, чтобы конвекции хватало для его охлаждения. А вот при закреплении корпуса электронного компонента на радиаторе многократно увеличивается площадь охлаждаемой поверхности. За счет теплопроводности тепло от корпуса охлаждаемой детали передается металлическому радиатору. Установка диодов на радиаторы охлаждения давно известна, но эти диоды должны быть соответствующей конструкции (с одного конца резьба с гайкой), а вот как быть с обычными выводными. И этот вопрос решён, так на платах подвергаемых разбору не редко можно видеть выводной диод оборудованный радиатором охлаждения. Нашлась даже парочка снятых, и если радиатор слева сделан из жести, то правый выглядит вполне солидно. Всё вместе взятое вдохновило.

Радиатор для диодного моста

Из листового железа вырезал полоски шириной по диаметру диодов и длиной в два раза больше их длины. Зачистил наждачкой и просверлил отверстия в соответствии с толщиной выводов у диодов. Расстояние отверстия от края чуть больше диаметра диода. Затем первый изгиб – загнутая плоскость плотно прилегает к корпусу диода. Второй изгиб – на уровне изгиба вывода, только вертикально вверх.

Радиатор для диодного моста

Осталось припаять изготовленный радиатор к выводу диода, олово обычное, вот только флюс применил Ф-38н, рекомендованный для стали. Для прилегания горизонтальной плоскости радиатора к корпусу перед пайкой фиксировал её пассатижами. В итоге получил диоды с радиаторами, которые свою функцию охлаждения будут выполнять исправно и избавят диоды от немалого количества избыточного тепла.

Радиатор для диодного моста

Это простейшие пластинчатые радиаторы, усовершенствованный теплоотвод представляет собой набор из нескольких пластин, загнутых в разные стороны. Для изготовления пластинчатых радиаторов следует использовать пластины с толщиной не менее 1,5 миллиметров. Лучшей эффективностью обладают теплоотводы, выполненные из меди.

Радиатор для диодного моста

Чуть более совершенный радиатор, возможно дальнейшее его усложнение. К недостаткам радиаторов относится относительно невысокая эффективность и значительные габариты: так на 1 Вт мощности требуется охлаждающая поверхность площадью от 25 до 250 см квадратных. Однако этот способ охлаждения не требует никаких последующих затрат после его организации и это объективно является абсолютным преимуществом перед прочими. Автор Babay iz Barnaula.

Обсудить статью КАК ПРИДЕЛАТЬ РАДИАТОР К ДИОДУ

Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.

Вот эти компоненты:

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.

Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Радиатор для диодного моста

Сборка зарядного устройства

Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.

Радиатор для диодного моста

Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:

  1. Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
  2. Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).

Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.

Настройка выходного напряжения и зарядного тока

На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.

Радиатор для диодного моста

Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.

Защита от переполюсовки

Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.

Радиатор для диодного моста

Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.

Радиатор для диодного моста

Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Как заряжать аккумулятор

Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.

Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.

Источник

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Диодные мосты KBPC50, KBPC35, KBPC25, KBPC15, KBPC10, KBPC8, KBPC6, KBPC1 – однофазные двухполупериодные преобразователи переменного тока в пульсирующий постоянный (четырехдиодная схема Гретца) в цепях с нагрузкой от 3А до 50А и обратным напряжением 50В – 1200В.

На вход (обозначается как "Input" или тильдой "

") схемы подается переменный ток. В каждый из полупериодов входной ток проходит только через два диода. В результате, на выходе (обозначается как "DC Output" или значками "+" и "") получаем ток, пульсирующий с частотой в два раза больше, чем частота входного.

Для сглаживания полученного пульсирующего постоянного тока используют фильтр, зачастую это конденсатор большой ёмкости.

Диодные мосты KBPC отличаются высокой импульсной перегрузочной способностью и довольно низким прямым падением напряжения.

Материал корпуса преобразователя – негорючий термостойкий пластик или электрически изолированный металл. Внутри корпус полностью капсулируется эпоксидной смолой. Рабочая частота – до 50Гц. Полярность моста указана на корпусе.

Читайте также:  Как и чем промыть радиатор автомобиля внутри

Тип монтажа диодных сборок – по THT-технологии (выводы монтируются непосредственно в сквозные отверстия печатной платы). Крепление проводов – с помощью подпайки или разъемов типа "мама".

Для винтового крепления дополнительного охлаждения (радиаторы, охладители) в корпусе диодных мостов предусмотрено специальное крепежное отверстие.

Повышенная рабочая температура среды составляет не более +150°С, пониженная рабочая температура – не ниже -55°С.

Применяются диодные мосты KBPC в различных устройствах промышленного оборудования – преобразователи, блоки питания, схемы управления электродвигателями, зарядные устройства, регуляторы мощности.

Более подробные характеристики, расшифровка маркировки, схема диодных мостов KBPC50, KBPC35, KBPC25, KBPC15, KBPC10, KBPC8, KBPC6, KBPC1, а также габаритные размеры указаны ниже.

Гарантийный срок работы поставляемых нашей компанией диодных мостов KBPC составляет 2 года, что подкрепляется соответствующими документами по качеству.

Окончательная цена на диодные мосты KBPC зависит от количества, сроков поставки и формы оплаты.

Собирая электронное устройство из набора электронных компонентов, попросту радиоконструктора, полезно ознакомиться с опытом предшественников, тех, кто уже его собрал и успел поделиться приобретённой информацией, например на сайтах «Радиосхемы», «Элво», «Технообзор» или «Эл-схема». Это не только убережёт от ошибок, но и даст возможность привнести в проект что-то новое, полезное для работы схемы собираемого устройства.

Радиатор для диодного моста

Набор для сборки блока питания был укомплектован выпрямительными диодами 1N5408, их максимальное обратное напряжение 1000 В, максимальный постоянный прямой ток 3 А. Выходное напряжение БП 0 – 30 В, а выходной ток от 2 мА до 3 А и уже собравший его радиолюбитель сетует на то. что эти диоды при токе даже 2 А нещадно греются и советует произвести их обязательную замену на более мощные. То, что греются не удивительно, ибо при выходном токе в 3 А выпрямительные диоды на входе должны быть установлены как минимум на 5 А. Однако при таком подходе, как минимум, треть компонентов любого набора для сборки электронных устройств придётся подвергать замене. Считаю правильнее подойти к этому вопросу более объективно и взвешенно. Так каждый радиолюбитель уже заранее знает, какой ток он реально собирается снимать с выхода собираемого БП. В данном конкретном случае это будет максимум 1 А, на всякий случай буду иметь ввиду кратковременно до 1,5 А. БП питания вполне выдержит эту нагрузку, но для того чтобы облегчить ему выполнение этой задачи можно кое что сделать.

Радиатор для диодного моста

Самый простой способ охлаждения электрорадиодеталей (ЭРИ) — пассивное отведение тепла с применением радиаторов. Он основан на явлениях теплопроводности материалов и естественной конвекции. Собственные размеры полупроводникового кристалла весьма малы, чтобы конвекции хватало для его охлаждения. А вот при закреплении корпуса электронного компонента на радиаторе многократно увеличивается площадь охлаждаемой поверхности. За счет теплопроводности тепло от корпуса охлаждаемой детали передается металлическому радиатору. Установка диодов на радиаторы охлаждения давно известна, но эти диоды должны быть соответствующей конструкции (с одного конца резьба с гайкой), а вот как быть с обычными выводными. И этот вопрос решён, так на платах подвергаемых разбору не редко можно видеть выводной диод оборудованный радиатором охлаждения. Нашлась даже парочка снятых, и если радиатор слева сделан из жести, то правый выглядит вполне солидно. Всё вместе взятое вдохновило.

Радиатор для диодного моста

Из листового железа вырезал полоски шириной по диаметру диодов и длиной в два раза больше их длины. Зачистил наждачкой и просверлил отверстия в соответствии с толщиной выводов у диодов. Расстояние отверстия от края чуть больше диаметра диода. Затем первый изгиб – загнутая плоскость плотно прилегает к корпусу диода. Второй изгиб – на уровне изгиба вывода, только вертикально вверх.

Радиатор для диодного моста

Осталось припаять изготовленный радиатор к выводу диода, олово обычное, вот только флюс применил Ф-38н, рекомендованный для стали. Для прилегания горизонтальной плоскости радиатора к корпусу перед пайкой фиксировал её пассатижами. В итоге получил диоды с радиаторами, которые свою функцию охлаждения будут выполнять исправно и избавят диоды от немалого количества избыточного тепла.

Радиатор для диодного моста

Это простейшие пластинчатые радиаторы, усовершенствованный теплоотвод представляет собой набор из нескольких пластин, загнутых в разные стороны. Для изготовления пластинчатых радиаторов следует использовать пластины с толщиной не менее 1,5 миллиметров. Лучшей эффективностью обладают теплоотводы, выполненные из меди.

Радиатор для диодного моста

Чуть более совершенный радиатор, возможно дальнейшее его усложнение. К недостаткам радиаторов относится относительно невысокая эффективность и значительные габариты: так на 1 Вт мощности требуется охлаждающая поверхность площадью от 25 до 250 см квадратных. Однако этот способ охлаждения не требует никаких последующих затрат после его организации и это объективно является абсолютным преимуществом перед прочими. Автор Babay iz Barnaula.

Обсудить статью КАК ПРИДЕЛАТЬ РАДИАТОР К ДИОДУ

Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.

Вот эти компоненты:

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.

Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.

Радиатор для диодного моста

Радиатор для диодного моста

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Радиатор для диодного моста

Сборка зарядного устройства

Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.

Радиатор для диодного моста

Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:

  1. Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
  2. Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).

Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.

Настройка выходного напряжения и зарядного тока

На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.

Радиатор для диодного моста

Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.

Защита от переполюсовки

Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.

Радиатор для диодного моста

Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.

Радиатор для диодного моста

Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Читайте также:  Горизонтальные трубчатые радиаторы отопления для квартиры

Как заряжать аккумулятор

Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.

Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.

Источник

Какой радиатор выбрать для охлаждения полупроводника

Приветствую вас на своем блоге. В этой статье я расскажу о назначении радиаторов, какой радиатор выбрать для охлаждения проводника. Какие бывают радиаторы по назначению. На что нужно обращать внимание, каких размеров он должен быть и каких размеров. Что бы полупроводники не перегревались.

Назначение радиаторов

Назначение радиаторов – отводить тепло от полупроводников, это позволяет снизить влияние температуры на рабочие параметры приборов. Для этого применяют пластинчатые, ребристые, штыревые радиаторы. Чем больше радиатор по размеру, тем лучше он отводит тепло от радиодеталей, и тем самым они меньше нагреваются.

Для улучшения отвода тепла полупроводниковый прибор лучше всего крепить непосредственно к радиатору. Если необходима электрическая изоляция полупроводникового прибора от шасси, радиатор крепят на шасси через изолирующие прокладки.

Черный радиатор

Теплоизолирующая способность радиатора зависит от степени черноты материала, из которого он сделан. Чем больше черноты, тем отвод тепла будет эффективнее. Рассмотрим несколько видов разных радиаторов, что бы понять какой радиатор выбрать для нужного вам полупроводника.

Есть несколько технологий при изготовлении радиаторов из алюминия. Но в основном используют две технологии – литье и экструзия. Выбор производства радиаторов определяется вопросом: цена – качество. Так ребристые радиаторы дешевле делать методом экструзионном способом, а игольчатые методом литья.

Например, радиаторы ребристой формы будут дешевле и эффективней при экструзионном производстве, а произвести игольчатые радиаторы можно только методом литья.

Какой радиатор выбрать

При выборе радиатора нужно обращать внимание на много критериев, это: материал радиатора, площадь его рабочей поверхности, форма охладителя. Всё это значительно влияет на характеристики теплоотвода. Дешевые радиаторы из алюминия охлаждают хуже, чем медные радиаторы и графитовые, но и цена у последних не маленькая.
Материал, из которого изготавливаются радиаторы для транзисторов / светодиодов / микросхем, – это алюминий или медь.

Радиатор большой

Медные – дороже, но у них лучший теплоотвод, потому что медные радиаторы обладают лучшей теплопроводностью. Например, радиатор для процессора, радиатор для видеокарты и радиатор для чипсета – лучше выбирать на основе меди. А вот радиаторы для транзисторов или светодиодов целесообразнее купить на основе алюминия (его сплавы), потому что в данном случае вы получите оптимальное соотношение цена/качество.

Если у вас есть возможность, то покупайте их в интернет магазинах со скидками, или на рынках барахолках. Где цены на много ниже, чем у новых, а качество то же самое.

Штыревой радиатор

Штыревой (игольчатый) радиатор является очень эффективным теплоотводом для полупроводниковых приборов. Они изготавливаются из дюралюминия толщиной 4-6 мм и алюминиевой проволоки диаметром 3-5 мм. На поверхности предварительно обработанной пластины радиатора нужно наметить кернером места для отверстий под штыри, выводы транзисторов, диодов и крепежные винты.

Штыревой радиатор

Расстояние между центрами должно быть равно 2-2.5 диаметрам применяемой алюминиевой проволоки. Диаметр отверстий под штыри выбирают с таким расчетом, что бы проволока входила в них с возможно меньшим зазором. С обратной стороны отверстия под штыри зенкуют на глубину 1-1.5 мм. При минимальном объеме такой радиатор имеет максимальную эффективную площадь рассеивания. Площадь поверхности такого теплоотвода равна сумме площадей каждого штырька и площади основного тела.

Так же можно купить готовые радиаторы как в магазине, так и на рынке. Я покупаю их на рынке – барахолке, там они стоят раз в пять дешевле, чем в магазине. Имеется большой выбор и какой радиатор выбрать для вашей поделки, у вас не будет проблем.

Ребристый радиатор

Ребристый (пластинчатый) радиатор. Площадь этих радиаторов равна сумме площадей всех сторон. Чем больше площадь поверхности, тем выше эффективность теплопередачи. Для улучшения охлаждения элементов нужно увеличивать площадь радиатора. И что бы не увеличивать размеры, так как это не всегда можно из за конструкции устройства, радиаторы делают с ребрами и микролельэфом на них. Количество ребер и их размеры значительно увеличивают площадь радиаторов.

Ребристый радиатор

Так же радиаторы с ребрами отличаются по расстоянию между ребрами. На радиаторах, где расстояние маленькое между ними, нужно ставить принудительное охлаждение. Такие радиаторы встречаются в компьютерах для охлаждения процессоров. Радиаторы с большим расстоянием между ребрами используются без вентиляторов. Хотя и первые так же можно использовать без принудительного охлаждения. Тут уже на сколько эффективно они будут работать с охлаждением и без.

Усовершенствованный пластинчатый теплоотвод представляет собой набор из нескольких пластин, загнутых в разные стороны. Этот радиатор при площади поверхности равной простейшему пластинчатому имеет меньшие габариты. Устанавливается такой теплоотвод аналогично пластинчатому. Количество пластин может быть различным – в зависимости от необходимой поверхности. Площадь рассеивания такого радиатора равна сумме площадей всех загнутых участков пластин, плюс площадь поверхности центральной части. Это тип радиатора имеет и недостатки: пониженную эффективность отвода тепла от всех пластин, а также невозможность получения идеально прямой поверхности в местах соединения пластин между собой.

Радиаторы с принудительным охлаждением

Еще есть радиаторы, которые лучше принудительно охлаждать. Такие можно увидеть в компьютерных блоках питания. При небольшой площади такие радиаторы рассеивают большое количество мощности. Их недостатком является шум в работе и износ вентиляторов.

Радиатор с принудительным охлаждением

Делаются они из алюминия и его сплавов. Так же есть медные радиаторы, но их цена намного дороже. Но отводят они тепло намного лучше. И если у вас дорогое оборудование, то что бы избежать перегрева лучше использовать радиаторы из меди.

Как крепить полупроводники к радиатору

Полупроводники крепятся к радиатору при помощи специальных фланцев. При необходимости изоляции радиоэлементов от радиатора нужно применять изоляционные прокладки. Так конечно эффективность снизится, но при использовании разных микросхем и транзисторов это необходимо. Еще вариант изолировать сам радиатор от платы, что бы не применять изоляционные прокладки.

Прокладки для радиатора

Поверхность в месте контакта с радиатором должна быть ровной и чистой, для лучшей отдачи тепла. Так же можно применять специальные термопасты для повышения эффективности и снижения сопротивления теплоотдачи. Если у вас транзисторы в защищенном корпусе, то их можно ставить на радиатор без прокладок. Но про термопасту забывать не стоит.

Как рассчитать радиатор

Рассчитывать радиатор самому можно по специальным формулам. Но я напишу как проще рассчитать размер радиатора. Это было написано в журнале “Радиоэлектроника”. Есть такой параметр как тепловое сопротивление. Он показывает, на сколько градусов нагревается объект, если в нем выделяется мощность в 1 Вт.

Радиатор как расчитать

Например для транзистора в корпусе ТО-5 тепловое сопротивление равно 220 градусов Цельсия на 1 Вт. Если допускать нагрев до 80 градусов, то получим, что на транзисторе должно выделяться не белее чем 36 Вт (80/220=36). Далее будем считать нагрев транзистора или тиристора не более, чем на 80 градусов.

Есть грубая формула для расчета теплового сопротивления теплоотвода:

S – площадь поверхности теплоотвода, выраженная в квадратных сантиметрах.

Отсюда площадь поверхности можно рассчитать по формуле:

S=(50/Q) в квадрате

Например если нам нужен блок питания на 12 вольт 10 ампер. После выпрямителя имеем 17 вольт, значит, падение напряжения на транзисторе будет 5 вольт, а мощность 50 Вт. При допустимом нагреве до 80 градусов, получим тепловое сопротивление.

Тогда по второй формуле мы определим площадь радиатора:

S=1000 см в квадрате

Для грубого расчета 1 ватт тепла, выделяемого полупроводником, нужно использовать площадь теплоотвода, равную 30 кв. см.

На этом все, пишите ваши комментарии, читайте статьи сайта, подписывайтесь на мой Ютуб канал.

Источник