שלום רב!

אני מעוניין לקצוץ לחצי, את הספקו של גוף חימום, של מחמם מים מיידי, המחובר בין 2 פאזות (400V), באמצעות חיבור דיודה בטור לו, אשר תמוקם בתוך מארז המחמם (קופסת פלסטיק אטומה).
הנתונים:
הספק גוף החימום 3.5Kw
הזרם הזורם דרך גוף החימום ~ כ 10A
הטמפרטורה בסביבת הדיודה ~ בין 40 עד 70 מעלות (הערכה).
נגשתי ל "סימן טוב" וביקשתי דיודה במארז מתכתי, והוא הציע לי דיודה שעליה מצוין "D40LM16A UR L6", ולשאלתי מהם נתוני הדיודה, הוא פתר אותי ב "חפש בגוגל", ואכן חיפשתי בגוגל את הכיתוב המדויק המופיע על הדיודה, ולא מצאתי דבר! מצאתי רק דפי נתונים של סדרת הדיודות המתחילה ב D40 (מצורף קובץ דפי הנתונים של D40), כך שאין לי מושג אם דפי הנתונים הללו אכן תואמים את הדיודה הספציפית אותה רכשתי.
שאלתי היא, האם דרוש לדיודה גוף קירור? ואם כן, כיצד מחשבים את שטחו?
ומהם הפרמטרים / גרפים, אותם יש להביא בחשבון, כאשר אנו באים לחשב האם גוף הדיודה אינו מספיק לפיזור ההספק/חום המתפתח עליה?
תודה מראש למשיבים!
https://2013-uploaded.fresh.co.il/2...29/74224437.pdf https://2013-uploaded.fresh.co.il/2...29/45354053.jpg https://2013-uploaded.fresh.co.il/2...29/43261546.jpg

1. חישוב זרם
2. בדיקת ממתח קידמי של הדיודה (על פי הזרם). בשלב זה אפשר לקחת מקדם בטחון, למשל במקום 1.1 וולט ניקח 1.5 וולט.
3. חישוב הספק.
4. בחירת טמפרטורת עבודה רצויה.
5. חישוב הפרש בין טמפרטורת הסביבה לטמפרטורת העבודה. חייבים לקחת בחשבון שבמארזים סגורים טמפרטורת הסביבה תעלה בזמן העבודה.
6. מחלקים הפרש טמפ' בהספק ומקבלים התנגדות טרמית הרצויה של גוף חימום.

זה פחות או יותר התהליך. אם אין אילוצים של מחיר/משקל/מקום, אז רצוי לקחת מקדמי בטחון.

תודה!
אך לצערי אינני מהנדס אלקטרוניקה כמוך, ולכן אינני מבין את הסעיפים: 4, 5, ו 6 !!!
אודה לך מאוד אם תוכל לפרט ולהרחיב, או ליתר דיוק להדגים את החישובים על המקרה דנן.

הכל הרבה יותר פשוט ממה שנראה לך

4. יש טמפרטורת עבודה של הרכיב שאנחנו לא רוצים לעבור אותה. טמפרטורה זאת נקבעת לפי דפי נתונים של הרכיב או משיקולים אחרים (רכיבים צמודים רגישים לחום כמו קבלים אלקטרוליטיים, חומרים רגישים לחימום יתר...). לפי דפי נתונים של הדיודה אפשר "לחמם" אותה גם עד 150 מעלות. נבחר ב-150 כטמפרטורת עבודה (או CASE TEMPERATURE באנגלית).

5. טמפרטורת הסביבה היא 70 מעלות לפי הערכה שלך.

6. הפרש טמפרטורות (150-70)=80. הספק הנפלט הוא כ-11 וואט. נקח 15 וואט ליתר בטחון.

נחלק 80 מעלות ב-15 וואט ונקבל התנגדות טרמית כ- 5 C/W, וזה הפרמטר שלפיו נבחר גוף קירור.
במקרים גבוליים יש לזכור שגם לרכיב עצמו יש התנגדות טרמית מסוימת, אבל במקרה זה אפשר להזניח לצורך פשטות החישוב.

התנגדות טרמית אומרת לנו בכמה מעלות תעלה טמפרטורת הגוף עבור כל וואט של חימום, כלומר ככל שהמספר הזה נמוך יותר, כך גוף קירור יעיל יותר ויכול לפזר יותר וואטים בלי להתחמם יותר מדי.

מקווה שעכשיו ההסבר ברור יותר.

עדיין לא הצלחתי להבין את כל אשר כתבת, אך אני לומד את דבריך.
לעת עתה, אודה לך מאוד אם תוכל לומר לי, מה ההספק המקסימלי שהדיודה יכולה לפזר בטמפ' סביבה של 70 מעלות, ללא גוף קירור? במילים אחרות, כמה וואט יכול ליפול על הדיודה (מבלי שיגרם לה נזק) ללא גוף קירור, בטמפ' של 70 מעלות?
היכן הנתון הזה רשום? או במידה ודרוש חישוב, כיצד מגיעים לנתון הזה?

לא מצאתי נתון זה בדפי נתונים.

אני אקח רכיב אחר כדוגמה: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1577.pdf

1. נניח יש לנו את הרכיב באריזת DDPAK/TO-263. בדפי נתונים משתמשים בסימון S PACKAGE (עמוד 2) עבור אריזה זאת.

2. נניח שקיבלנו את ההספק הנופל על הרכיב מתוך הנוסחאות בדפי הנתונים והוא 2 וואט.

3. בודקים מהי ההתנגדות הטרמית בין "צומת" (גביש סיליקון) לבין הסביבה עבור S PACKAGE בעמוד 8 ומקבלים 37 מעלות לוואט (C/W), כלומר כל וואט יעלה טמפ' של הרכיב ב-37 מעלות מעל טמפ' הסביבה.

3. יש לנו 2 וואט הנופלים על הרכיב כפול 37 מעלות לוואט, כלומר טמפרטורה של הרכיב תהיה גדולה ב-72 מעלות מטמפרטורת הסביבה.

עד כאן?

עד לכאן הבנתי...

מצטער, עשיתי הפסקה קטנה

האמת שמכאן הכל פשוט.
- קיבלנו שטמפרטורת הרכיב תהיה גדולה ב-74 מעלות (יש שגיאה קטנה בהודעה הקודמת) מטמפ' הבסיבה.
- עמוד 3 בטבלת OPERATING RATINGS נמצאה טמפרטורה מקסימלית (125 או 150, תלוי בסוג הרכיב). נניח שיש לנו רכיב 2577 שטמפרטורה מקסימלית שלו 125 מעלות.
- עכשיו אנחנו יכולים לחשב טמפרטורת סביבה מקסימלית שהיא 51 מעלות, כלומר אסור שחום בתוך המארז יעלה מעל 51 מעלות.

זו הדרך לחישוב עבור מקרים פשוטים.
אשמח לענות על שאלות.

כל עכבה לטובה!
אם הבנתי נכון, אז במקרה שתארת לעיל, יוצא שדרוש גוף קירור בעל התנגדות טרמית של 25.5C/W או נמוכה יותר?

לא, עשיתי את החישוב עבור רכיב DDPAK/TO-263 שהתנגדותו הטרמית (על פי דפי נתונים) 37 C/W וקיבלנו תוצאה סבירה, כלומר שהרכיב לא יתחמם מעל טמפרטורה מותרת בתנאי הסביבה ותנאי הפעולה (הספק נפלט) הרצוים.

אם לא היינו מקבלים תוצאה סבירה עבור רכיב ללא גוף קירור, אז היינו לוקחים טמפ' סביבה, טמפ' רכיב מקסימלית והספק כנתונים והיינו מחשבים את ההתנגדות הרצויה של גוף קירור. יש לזכור לחבר התנגדות פנימית שבין צומת (גביש) לבין החלקו החיצוני של הרכיב (JUNCTION TO CASE) להתנגדות של גוף קירור עצמו. פרמטר זה מצוין בדרך כלל בדפי נתונים עבור רכיבים שנועדו להרכבה עם גוף קירור.

"6. הפרש טמפרטורות (150-70)=80. הספק הנפלט הוא כ-11 וואט. נקח 15 וואט ליתר בטחון.

נחלק 80 מעלות ב-15 וואט ונקבל התנגדות טרמית כ- 5 C/W, וזה הפרמטר שלפיו נבחר גוף קירור.
במקרים גבוליים יש לזכור שגם לרכיב עצמו יש התנגדות טרמית מסוימת, אבל במקרה זה אפשר להזניח לצורך פשטות החישוב."

בוא נחזור לרגע לחישוב שהסברת לעיל, זה עתה הבנתי כיצד הגעת לערך המספרי של 5 C/W - מה אני עושה עם הערך הזה? האם לכול גוף קירור היצרן מציין את ההתנגדות הטרמית שלו? ובמידה ואני רוצה לייצר בעצמי גוף קירור, יש איזו טבלה של ערכים טרמיים של חומרים מסוגים שונים?
אני מעונין לייצר גוף קירור לדיודה מצינור נחושת 1/2 אינטש כ 12 מ"מ (ראה בצילום המצורף), כיצד אני מחשב את ההתנגדות הטרמית של הצינור לכול מטר או ס"מ ?

כן, כל יצרן רציני יציין את ההתנגדות התרמית של גוף קירור, כי זו הדרך המקובלת לתאר את היעילות שלו.

חישוב של התנגדות של גוף כלשהו? בקשה לא פשוטה אולי יש כאן מהנדסי מכונות שזוכרים משהו מקורס תרמודינמיקה?

עתה הבנתי על רגל אחת את תורת החישובים הטרמיים הדרושים לבחירת גוף קירור.
ובהזדמנות זאת, אני רוצה להודות לך מאוד על הזמן והמאמץ שהשקעת למעני!
חן חן לך!
שנה טובה וגמר חתימה טובה,
לך ולכול חברי הפורום.

שמחתי לעזור
חתימה טובה!