Эксперимент с термоинтерфейсами для ТО-220

[uriy61]

Схема измерений: Фото стенда:

Питание последовательной цепочки из 5 полевиков IRF510 и резисторов по 4,7 Om осуществлялось от источника DC 49V. Падение напряжений на резисторах в среднем было около 4.7V, соответственно по цепи протекал ток 1А. Падение напряжений на полевиках в среднем было около 5.1V, соответственно на них выделалось по 5W тепла. Эти режимы термонагрузки были выбраны аналогично тем, что присутствуют в усилителе Palabs AE50 (AE25). Было интересно посмотреть: как влияют термоинтерфейсы на теплопередачу от корпусов транзисторов к радиаторам и требуется ли замена одних термоинтерфейсов на другие - более эффективные. После включения выжидалось определенное время до наступления стабилизации температуры радиатора. Температура воздуха +23град.С.
Дальнейшие расчеты:
1. Параметр RthJC Maximum Junction-to-Case (Drain) у полевиков IRF510 и IRF610 равен 3,5°C/W, что при тепловыделении у каждого полевика в данном опыте 5W, даст превышение температуры кристалла над температурой пластины транзистора +17,5град.
2. Примем предельно допустимую температуру воздуха в месте размещения радиатора +40град.С, что на 17град. выше температуры воздуха в эксперименте.
3. Температура кристалла при условии температуры воздуха +40град.С для варианта №2 составит 72+17,5+17=106,5град.С при допустимом ОБР=125град.С.
4. В усилителе для тока покоя 1,3А температура пластины транзистора доходила до 72град.С при температуре внешнего воздуха +23град.С., соответственно температура кристалла те же 89,5град.С (106,5град.С при 40град.С воздуха), что и при данном эксперименте.
Выводы:
1. Термоинтерфейсы типа «качественная эластичная прокладка со стекловолокном» лишь немного хуже варианта со слюдяной прокладкой и термопастой КПТ-19.
2. Прижимная пружинная скоба не улучшает теплопередачу от транзистора к радиатору при условии, что прижим только винтом сделан добросовестно и обеспечивает прижим по всей площади проекции корпуса транзистора без зазоров.
3. Термоинтерфейсы типа «качественная эластичная прокладка без стекловолокна» не показали своих преимуществ в сравнении с «качественная эластичная прокладка со стекловолокном» хотя имели хорошие заявленные характеристики. Данные прокладки легко проминаются до 0 и высока вероятность электрического контакта с радиатором.
4. Прокладки из керамики, особенно из ВеО, даже при применении «обычной» термопасты КПТ-19 показывают отличные результаты по теплопередаче.
Рекомендация:
Не поленитесь после сборки конструкции померить температуру у каждого из транзисторов на радиаторе. У меня один из 28шт. отличался в бОльшую сторону аж на 8градусов. Вовремя заметил.

[BesPav]

Есть и поинтересней, "чудеса технологий"

Еще интереснее:
https://mysku.ru/blog/aliexpress/72798.html

[Ulis]

Раньше производились горы процовых радиаторов, которые медное ядро, впечатанное в алюминий. Я не пытался их пилить, но на видимых глазу поверхность меди медная, люминь люминевый, луженого не видно. Ни одного радиатора с коррозией мне за 15+ лет не попалось.
Возможно и сейчас такие производят, нынче далек от этого рынка.

Для реакции нужен кислород. А там металлы диффундированны его и нету. Вот и хорошо все.
Даже алюминиевая бронза есть, где люминь основной легирующий элемент. И ничего, не аннигилирует она от сплава люминя с медью ))

У меня валялись штуки три-четыре Celeron 300A из первых выпусков. Так вот у них термоинтерфейсом была индиевая фольга. Лучшего и желать нельзя.
В более поздних уже термопасту мазал Интел.

Фольгу кстати можно вроде бы купить такую.

[zoog]

Offтопик:

Еще интереснее:
https://mysku.ru/blog/aliexpress/72798.html

Эта штука предназначалась для "продвигания тепла вбок", то есть с чипа на плату/корпус.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

Для реакции нужен кислород..

Нужна вода хоть с очень малыми, но таки примесями диссоциирующих солей, которые и наблюдаются в естественных условиях, а не кислород. В антеннах это проблем номер один, хоть с железом/нержавейкой хоть с медью/латунью. В сплавах медь с люминием как гальвано пара практически не реагирует, но коррозия совершенно не исключается. см. - медно-алюминиевые сплавы, в частности - дюралюминий.

---------- Сообщение добавлено 16:51 ---------- Предыдущее сообщение было 16:48 ----------

Offтопик:

Эта штука предназначалась для "продвигания тепла вбок", то есть с чипа на плату/корпус.

таки да "перпендикулярную" теплопроводность обеспечивает повышенная в десять и более раз площадь термоконтакта с корпусом девайса или радиатором как основного теплодиссипатора с изотропной теплопроводностью. "Коэфф. теплотрансформаци" (если так можно выразиться) равен отношению анизотропных удельных теплопроводностей прокладки. В опыте по ссылке лаборант просто некорректно прокладку применяет в тепловой цепи проц-куллер, где площадь актуального термоинтерфейса вообще не увеличивается. Но, конечно, легче сказать, что китайцы виноваты