dissipatori
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Linea 1: | Linea 1: | ||
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- | Questa pagina tratta velocemente il problema della dissipazione del calore nei dispositivi elettronici di potenza. | + | Questa pagina tratta velocemente il problema della dissipazione del calore nei dispositivi elettronici di potenza. |
- | * dal libro di testo di Elettronica ed Elettrotecnica per la classe quarta: sezione 18B (analogia elettrica e problemi pratici) | + | |
- | * dal libro di testo di Tecnologie e Progettazione per la classe quarta: paragrafo 7 unità 4 del modulo 7 (trattazione sintetica) | + | |
- | * dal libro di testo di Tecnologie e Progettazione per la classe terza: unità 3 del modulo 1 (teoria sulle sollecitazioni termiche) | + | |
- | ===== Traccia | + | ===== Premessa |
- | Contesto: regime termico | + | I componenti elettronici, |
- | potenza dissipata | + | `P_D=I_C V_(CE)` |
- | Si parte sempre da temperatura ambiente | + | Se il transistor funziona in commutazione sarà comunque presente una tensione V< |
- | non superare Tj | + | |
- | Grandezze: | + | La potenza elettrica assorbita viene dissipata in calore |
- | * calore | + | |
- | * calore nell'unità di tempo (W) = Pd | + | |
- | * temperatura: agitazione | + | |
- | * conducibilità attitudine di una sostanza a trasmettere | + | |
- | * [[wpi>Resistenza_termica]] | + | |
- | Rth=(T1-T2)/Rth | + | ===== Un po' di teoria ===== |
- | Rth : tiene conto della trasmissione del calore | + | Prima di procedere richiamiamo alcuni concetti legati alla trasmissione del calore: |
+ | * la temperatura misura lo stato di agitazione di un corpo e si misura in gradi Celsius o Kelvin((0°K = -273°C)) | ||
+ | * il calore è l' | ||
+ | * il calore scambiato nell' | ||
+ | * si parla regime termico quando tutto il calore fornito a un corpo viene ceduto all' | ||
+ | * la capacità termica quantifica l' | ||
- | Concetti: | + | Ricordiamo poi che la trasmissione di calore può avvenire per: |
- | * equilibrio termico: non ci sono flussi | + | * conduzione, tra due corpi in contatto o tra due zone di uno stesso corpo((gli urti tra molecole producono un trasferimento di energia)) |
+ | * convezione, dove un fluido, riscaldatosi per conduzione, si muove verso l' | ||
+ | * irraggiamento, che avviene a distanza e anche nel vuoto((ad esempio quello trasmesso dal sole)), attraverso radiazioni elettromagnetiche | ||
+ | |||
+ | Di questi tre fenomeni il primo è il più efficace e l' | ||
+ | |||
+ | ===== Calcolo della temperatura di giunzione ===== | ||
+ | |||
+ | Il procedimento seguente vale a regime termico (la temperatura | ||
+ | |||
+ | `R_(th)=(T_1 - T_2)/P_D` | ||
+ | |||
+ | dove il termine al numeratore è la differenza tra le due temperature e quello al denominatore è la potenza trasmessa (l' | ||
+ | |||
+ | `T_J=T_A + P_D R_(th)` | ||
+ | |||
+ | In pratica si procede così: | ||
+ | * la temperatura ambiente T< | ||
+ | * dai datasheet si ricavano: | ||
+ | * la potenza massima dissipabile dal componente nelle condizioni di esercizio((vedere anche la SOA (safe operation area) )) | ||
+ | * la temperatura massima di giunzione T< | ||
+ | * la resistenza termica tra giunzione e contenitore esterno (package) R< | ||
+ | * la resistenza termica (indicativa) tra contenitore e dissipatore (se presente) R< | ||
+ | * la resistenza termica tra giunzione e ambiente (senza dissipatore) R< | ||
+ | |||
+ | A questo | ||
+ | * ottenere l' | ||
+ | * calcolare T< | ||
+ | * ricavare la resistenza termica R< | ||
+ | |||
+ | ===== Analogia elettrica ===== | ||
+ | |||
+ | Per calcolare le temperature di giunzione, contenitore e dissipatore si può far ricorso ad un' | ||
+ | |||
+ | ^ grandezza termica ^ grandezza elettrica ^ | ||
+ | |temperatura|tensione| | ||
+ | |resistenza termica|resistenza| | ||
+ | |potenza dissipata|corrente| | ||
+ | |||
+ | Allora si può considerare il seguente circuito, dove la temperatura ambiente è rappresentata dal generatore di tensione e la potenza dissipata dal generatore di corrente. | ||
+ | |||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | Risolvendo il circuito è possibile risalire alla tensione dei punti intermedi (rispetto a massa) e quindi alla temperatura dei vari componenti. | ||
+ | |||
+ | /* | ||
+ | Osservando il circuito risulta ovvio che, a pari potenza dissipata (corrente), convenga avere una resistenza termica più bassa possibile | ||
+ | */ | ||
+ | |||
+ | ===== Dissipatori ===== | ||
+ | |||
+ | I dissipatori o radiatori servono a smaltire il calore generato su un dispositivo elettronico. Sono caratterizzati da: | ||
+ | * bassa resistenza termica R< | ||
+ | * una resistenza termica R< | ||
+ | In genere sono fatti in metallo - alluminio o, meglio ancora, rame - e presentano una grande superficie, spesso alettata((i dissipatori devono essere montati in modo che l' | ||
+ | |||
+ | ===== Risorse ===== | ||
+ | Per approfondire l' | ||
+ | * dal libro di testo di Elettronica ed Elettrotecnica per la classe quarta: sezione 18B (analogia elettrica e problemi pratici) | ||
+ | * dal libro di testo di Tecnologie e Progettazione per la classe quarta: paragrafo 7 unità 4 del modulo 7 (trattazione sintetica) | ||
+ | * dal libro di testo di Tecnologie e Progettazione per la classe terza: unità 3 del modulo 1 (teoria sulle sollecitazioni termiche) | ||
+ | * pagina Wikipedia sulla [[wpi> | ||
+ | * [[http:// | ||
- | Trasmissione: | ||
- | * conduzione (due corpi o due zone di un corpo): urti -> trasferimento di energia | ||
- | * convezione: fluido si riscalda per conduzione -> moto verso l'alto della parte calda per diversa densità, trasferimento per conduzione | ||
- | * irraggiamento: | ||
===== Navigazione ===== | ===== Navigazione ===== | ||
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dissipatori.txt · Ultima modifica: 2020/07/03 15:58 da 127.0.0.1