Zoll * Grad / Watt - Was ist dieser Kühlerparameter?

Annäherung an die Frage der Wahl eines Heizkörpers für Leistungstransistor oder HochleistungsdiodeIn der Regel haben wir bereits das Ergebnis vorläufiger Berechnungen bezüglich der Leistung, die das Bauteil benötigt, um durch den Kühler über die Umgebungsluft abzuleiten. In einem Fall sind es 5 Watt, in den anderen 20 Watt usw.

Um mehr Leistung abzuleiten, benötigen Sie einen Kühler mit einer größeren Kontaktfläche mit Luft. Wenn für denselben Transistor im selben Modus ein kleinerer Kühler verwendet wird, wird der Kühler stärker erwärmt.

Somit gilt die Aussage für denselben Schlüssel: Je größer die Oberfläche des Kühlers in Kontakt mit Luft ist, desto mehr Wärme wird abgeführt und desto weniger erwärmt sich der Kühler. Das heißt, je länger der Kühler und je verzweigter sein Profil ist, desto besser leitet er Wärme ab und erwärmt sich dementsprechend weniger.

Wenn wir zum Beispiel zwei Heizkörper betrachten, die aus einem Profil gleicher Größe und Form, aber unterschiedlicher Länge bestehen, leitet ein längerer Heizkörper die Wärme schneller ab als ein kürzerer. Genau mit dieser Bestimmung ist der Parameter Zoll * Grad / Watt, der für die meisten Heizkörper auf dem heutigen Markt normalisiert und als "spezifischer Wärmewiderstand" bezeichnet wird, eng miteinander verbunden. In diesem Parameter gibt es keine Daten zum Bereich, dh Daten zur Länge.

Die Essenz dieser Menge

Zoll * Grad / Watt - der gewaltsam verwendete Wert. Es ist nicht spezifisch zum Kühlerund tatsächlich zum Metallprofil - zur Form des Profils, zu den Querabmessungen des Metallprofils, von dem dieses Stück unter dem Namen "Kühler" abgeschnitten ist. Ein 1-Zoll-Kühler hat den doppelten Grad / Watt eines 2-Zoll-Kühlers aus demselben Metall mit genau demselben Profil.

Ein zweimal kürzerer Kühler erwärmt sich bei gleicher Wärmeleistung doppelt so stark gegenüber der Umgebungsluft. Damit sich der 2-Zoll-Kühler in unserem Beispiel genauso erwärmt wie der 1-Zoll-Kühler mit demselben Profil, müssen Sie ihm doppelt so viele Watt in Form von Wärme zuführen.

Somit erhalten wir eine einfache Interpretation bezüglich des Parameters Zoll * Grad / Watt, der für einen bestimmten Kühler angegeben ist. Dieser Parameter gibt an, wie viele Zoll Kühler (in der Länge!) Des ausgewählten Profils verwendet werden müssen, um eine Temperaturdifferenz von 1 ° C zwischen der Oberfläche des Kühlers und der Umgebungsluft bei kontinuierlicher Verlustleistung von 1 Watt zu erhalten. Offensichtlich gilt dieser Parameter nur für diejenigen Heizkörper, deren Profil (Querschnittsform) über die gesamte Länge gleich ist.

Fragen wir zum Beispiel nach der Anzahl der Watt, die abgeführt werden müssen. Stellen wir die Temperaturdifferenz ein, die zwischen der Oberfläche des Kühlers und der Luft ermittelt werden muss - dies ist der Wärmewiderstand.

Wenn wir nun den Parameter Zoll * Grad / Watt kennen, können wir die erforderliche Kühlerlänge leicht berechnen, indem wir sie einfach durch den erhaltenen Wärmewiderstand dividieren. Wir waren also davon überzeugt, dass der Parameter Zoll * Grad / Watt ein Parameter des Kühlerprofils ist, der an sich in keiner Weise mit seiner Länge zusammenhängt. Sie können diesen Parameter einfach durch die Länge des vorhandenen Kühlers in Zoll dividieren und so den Wert seines Wärmewiderstands genau ermitteln.

Berechnungsbeispiel

Angenommen, es gibt einen Kühler mit dem Parameter "Wärmewiderstand" von 3,1 Zoll * Grad / Watt. Eine Kühlerlänge von 100 mm beträgt 100 / 25,4 = 3,937 Zoll. Teilen Sie 3,1 durch die Länge in Zoll: 3,1 / 3,937 = 0,7874 (Grad / Watt) - dies ist der Wärmewiderstand des Kühlers Rt. Wie viele Watt brauchen Sie, um sich zu zerstreuen?

Sagen wir P = 20 Watt.Wie lange erwärmt sich der ausgewählte Kühler im Verhältnis zur Umgebungstemperatur?

dt = Rt · P = 20 · 0,7874 = 15,74ºC

Das heißt, wenn sich unser Kühler im Freien befindet und ihm eine Wärmeleistung von 20 W zugeführt wird und die Lufttemperatur + 25 ° C beträgt, beträgt die Temperatur des Kühlers 25 + 15,74 = 40,74 ° C.