Ich habe eine süße kleine Aluminiumbox für ein kleines USB-DAC-Projekt mitgenommen ...
... und als ich es zusammenbaute, bemerkte ich, dass sich die Seitenwände der Box sehr kühl anfühlten und aus dickem Aluminium mit einem vielversprechend aussehenden Design bestanden:
Ich habe ein paar potenzielle ICs, die möglicherweise gekühlt werden müssen, je nachdem, wohin mich das Design / Schema führt, und ich habe mich gefragt, wie festgestellt werden kann, ob die Panels überhaupt als Kühlkörper nützlich sind oder nicht. Ich erwarte nicht, dass sie fast so gut funktionieren wie ein tatsächlicher Kühlkörper, aber für kleinere ICs (Spannungsregler und dergleichen) wäre es praktisch zu wissen, dass die Option vorhanden ist.
Gibt es eine Möglichkeit, den Wärmewiderstand einer solchen Platte mathematisch zu berechnen , oder ist es die beste Möglichkeit, nur einige Temperaturtests durchzuführen?
Antworten:
Die Verwendung des Gehäuses als Kühlkörper ist eine übliche Methode, jedoch müssen einige Dinge verstanden werden.
Wie Laptop2d erwähnt, ist es schwierig, die thermischen Eigenschaften des Gehäuses zu modellieren, und eine experimentelle Messung kann umsichtig sein.
Kühlkörper sind auf Luftstrom angewiesen, um zu arbeiten. Da diese Platten flach sind, besteht eine gute Chance, dass jemand die Box gegen etwas Wärmeisoliertes stößt ... zum Beispiel gegen Trockenbau. Wenn dies etwas Eigenes ist und Sie den Luftstrom steuern können, ist dies möglicherweise in Ordnung. Andernfalls müssen Sie der Platte möglicherweise Funktionen hinzufügen, um das Auftreten zu verhindern, und das Design unter den schlimmsten Umständen so gestalten, dass die Dinge versagen oder sogar Feuer fangen können.
Wie heiß wird der Teller? Obwohl der Kühlkörper ausreicht, um Ihre Elektronik am Laufen zu halten, fühlt sich die Platte selbst möglicherweise sehr heiß an, sogar heiß genug, um Hautverbrennungen zu verursachen. Es ist wichtig, dass jede Außenfläche bei angemessenen Temperaturen gehalten wird.
Die Physik schreibt vor, dass sich die Platte unter Temperatur ausdehnt. Dies kann in einigen Fällen zu unglücklichen mechanischen Nebenwirkungen führen. (entschuldige das Wortspiel...)
quelle
Natürlich gibt es, wie immer, wenn es um Wärmeübertragung geht, keine einfache Antwort, da die meisten Gleichungen in diesem Bereich empirisch sind. Eine (wahrscheinlich) genauere Lösung finden Sie beispielsweise in diesem Artikel: http://www.heatsinkcalculator.com/blog/how-to-design-a-flat-plate-heat-sink/
quelle
Das Problem ist, dass Sie die gesamte Box und die Luft modellieren müssen, um eine vernünftige Zahl dafür zu erhalten, wie viel Wärme das Chassis ablassen kann.
Sie können es einfach wie einen unendlichen Wärmesenken (bei Raumtemperatur) modellieren und dann den Wärmeleitungskoeffizienten des Gehäuses und den Wärmewiderstand der Wärmeleitpaste oder des Wärmeleitpads verwenden, die bzw. das Sie in die Box eintauchen möchten.
Oder wenn der Plan vorsieht, viel Wärme abzuleiten, könnte die Box als Wärmewiderstand modelliert werden. Aluminium hat 205,0 W / (m K), aber das Problem ist, dass die Luft die gesamte Box umgibt. Um dies wirklich zu modellieren, müssten Sie den gesamten Wärmewiderstand an vielen verschiedenen Punkten zusammenfassen, da die Luft eine Wärmeleitfähigkeit von 0,024 hat W / (m K)
Aus Erfahrung wäre es wahrscheinlich einfacher, einen Widerstand an der Seite anzubringen und zu messen.
quelle
Das Chassis kann aus thermischer Sicht ausreichend sein. Wenn dies der Fall ist, müssen Sie die Geräte möglicherweise elektrisch isolieren. Materialien wie Beta-Aluminiumoxid, Glimmer, Silpad usw. sind Isolatoren für Elektrizität und Wärmeleiter. Die endliche Wärmeleitfähigkeit führt zu einer thermischen Beeinträchtigung Denken Sie daran, dass die stromverschwenderischen Halbleiter trotz elektrischer Isolation kapazitiv an das Gehäuse gekoppelt sind. Wenn es sich um hochfrequente Rechteckwellen handelt, ist Ihre kleine Aluminiumbox eine gute Antenne, und Sie könnten eine abgestrahlte EMV ausfallen lassen. Chassis-Kühlkörper waren bei linearen Schaltkreisen der alten Schule häufiger anzutreffen.
quelle