dissipatori
Differenze
Queste sono le differenze tra la revisione selezionata e la versione attuale della pagina.
Entrambe le parti precedenti la revisioneRevisione precedenteProssima revisione | Revisione precedenteProssima revisioneEntrambe le parti successive la revisione | ||
dissipatori [2017/01/24 17:48] – [dissipatori] admin | dissipatori [2018/01/07 22:38] – [Calcolo della temperatura di giunzione] admin | ||
---|---|---|---|
Linea 3: | Linea 3: | ||
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. | ||
- | ===== Risorse | + | ===== Premessa |
- | 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:// | + | |
- | ===== Traccia ===== | + | I componenti elettronici, |
- | Contesto: regime termico | + | `P_D=I_C V_(CE)` |
- | potenza dissipata | + | Se il transistor funziona in commutazione sarà comunque presente una tensione V< |
- | Si parte sempre da temperatura ambiente | + | La potenza elettrica assorbita viene dissipata in calore che, sviluppandosi a partire dalla zona in silicio, si propaga prima a tutto il componente e poi verso l' |
- | non superare Tj | + | |
- | Grandezze: | + | ===== Un po' di teoria ===== |
- | * calore come energia scambiata tra due corpi a temperatura diversa | + | |
- | * calore nell'unità | + | |
- | * temperatura: | + | |
- | * conducibilità attitudine di una sostanza a trasmettere il calore((resistenza ≠ resistività che è riferita a 1 m di materiale)) | + | |
- | * [[wpi> | + | |
- | Rth=(T1-T2)/Rth | + | 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' | ||
- | Rth : tiene conto della trasmissione del calore per tre fenomeni | + | Ricordiamo poi che la trasmissione di calore può avvenire per: |
+ | * 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, | ||
- | Concetti: | + | Di questi tre fenomeni il primo è il più efficace e l' |
- | * equilibrio termico: non ci sono flussi di calore, la temperatura | + | |
- | Trasmissione: | + | ===== Calcolo della temperatura di giunzione ===== |
- | * conduzione | + | |
- | * convezione: fluido | + | Il procedimento seguente vale a regime termico |
- | * irraggiamento: a distanza | + | |
+ | `R_(th)=(T_1 | ||
+ | |||
+ | 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<sub>A</ | ||
+ | * 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 punto si può usare la formula sopra per: | ||
+ | * 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'alettatura sia orientata in verticale)), per favorire lo scambio di calore. Le prestazioni migliorano se si monta una ventola sul dissipatore. | ||
+ | |||
+ | ===== Risorse ===== | ||
+ | Per approfondire l' | ||
+ | * dal libro di testo di Elettronica ed Elettrotecnica per la classe quarta: sezione 18B (analogia elettrica | ||
+ | * 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:// | ||
- | Si parte da Ta (stimata o misurata) nelle condizioni più gravose di esercizio previste. Poi Tj e Rjc da datasheet. Pd da condizioni di utilizzo (verificando con datasheet). Rch da datasheet, migliorabile con pasta termica. Si ricava Rha (migliorabile con alettatura orientata verticalmente e ventilazione forzata). | ||
===== Navigazione ===== | ===== Navigazione ===== | ||
Torna all' | Torna all' |
dissipatori.txt · Ultima modifica: 2020/07/03 15:58 da 127.0.0.1