haberler

TO-220, TO-247 ve Yaygın Güç Paketleri için Standart Soğutucu Boyutları

TO-220 paketleri için standart soğutucu boyutu tipik olarak 19,0 mm genişlik ve 12,7 mm derinlik olup, yükseklik 10,0 mm ile 25,4 mm arasındadır; doğal konveksiyonda 10 ila 25 °C/W termal direnç sağlar. TO-247 paketleri için standart ayak izi 20,0 mm genişlik ve 15,0 mm derinliktir; yükseklikler 20,0 mm ile 40,0 mm arasında değişir ve 5 ila 12 °C/W değerine ulaşır. Bu boyutlar sabit endüstri standartları değildir; daha ziyade paket bacak aralığından, montaj deliği desenlerinden ve tipik uygulamaların güç dağıtım gereksinimlerinden türetilmiştir ve BQUQ bunları 20 yıllık CNC işleme ve damgalama üretiminde optimize etmiştir.

Paket Geometrisi ve Montaj Kısıtlamaları

TO-220 ve TO-247 paketlerinin fiziksel boyutları, minimum soğutucu arayüz alanını belirler. TO-220 paketleri 2,54 mm bacak aralığına ve 3,2 mm montaj deliği çapına (M3 vidalar için) sahiptir; sekme merkezi paket kenarından 3,7 mm uzaklıktadır. Sonuç olarak, soğutucu montaj yüzeyi, bacaklara müdahale etmeden sekmeyi barındırmak için en az 15,0 mm x 10,0 mm düz bir alan sağlamalıdır. TO-247 paketleri daha büyüktür; 5,08 mm bacak aralığı ve 3,5 mm montaj deliği (M3,5) ile en az 20,0 mm x 15,0 mm düz yüzey gerektirir. BQUQ'nun standart soğutucuları, montaj yüzeyinde 0,05 mm düzlük toleransına sahip 6063-T5 ekstrüde alüminyumdur ve termal arayüz malzemesinin (TIM) 0,05 ila 0,10 mm sıkıştırılmasını sağlar.

Termal Direnç ve Güç Dağıtımı Korelasyonu

Gerekli soğutucu boyutu, jonksiyon-ortam termal bütçesinin doğrudan bir fonksiyonudur. 50 °C ortam sıcaklığında çalışan ve maksimum jonksiyon sıcaklığı 150 °C olan bir TO-220 cihazı için izin verilen toplam sıcaklık artışı 100 °C'dir. Cihaz 10 W güç dağıtıyorsa, toplam termal direnç (jonksiyon-kasa artı kasa-soğutucu artı soğutucu-ortam) 10 °C/W'ın altında olmalıdır. Jonksiyon-kasa tipik olarak 1,5 °C/W ve gresli kasa-soğutucu 0,5 °C/W olduğundan, soğutucu 8,0 °C/W veya daha iyisini sağlamalıdır. 19,0 mm genişlik, 12,7 mm derinlik ve 25,4 mm yüksekliğinde, tek 6,0 mm kanat aralığına sahip standart bir ekstrüde soğutucu, 10 W'ta doğal konveksiyonda yaklaşık 12 °C/W elde eder. 8 °C/W'a ulaşmak için yükseklik 38,0 mm'ye veya genişlik 25,0 mm'ye çıkarılmalıdır; bu nedenle BQUQ bu aralıkta 12 standart profil stoklamaktadır.

Yaygın Paketler için Standart Soğutucu Boyutu Tablosu

Aşağıdaki tablo, yaygın delikli montaj güç paketleriyle kullanılan standart soğutucular için referans boyutları ve termal performansı sağlar. Bu değerler BQUQ üretim verilerine ve aksi belirtilmedikçe 2,0 m/s hava akışında tipik zorlanmış konveksiyona dayanmaktadır.

Kanat Geometrisi Optimizasyonu ve Standart Profiller

Kanat aralığı ve kalınlığı, genel ayak izi kadar kritiktir. Doğal konveksiyon için BQUQ, radyasyon yüzey alanını hava akış direnciyle dengeleyen 6,0 ila 8,0 mm kanat aralığı ve 1,5 ila 2,0 mm kanat kalınlığı önerir. 2,0 m/s üzerindeki zorlanmış konveksiyon için, 3,0 ila 4,0 mm daha sıkı aralık, tipik 60 mm fan şasinde önemli basınç düşüşü olmadan yüzey alanını %40 artırır. Standart BQUQ profilleri, 6, 8 veya 10 kanatlı 19,0 mm genişlik serisini ve 8, 10 veya 12 kanatlı 25,0 mm genişlik serisini içerir. Kanat yüksekliği için ekstrüzyon toleransı ±0,10 mm'dir ve düzlük metre başına 0,5 mm'dir; bu, yaylı klipsler veya vidalarla otomatik montaj için kritiktir. TO-247 için 15,0 mm standart derinlik, 12,0 mm kanat uzunluğuna izin verir ve 25,0 mm uzunluk bölümü başına 85 cm² yüzey alanı sağlayarak 20,0 mm yükseklikte 5,0 °C/W değerini verir.

Malzeme Seçimi ve Yüzey İşleminin Etkisi

Alüminyum 6063-T5, 201 W/m·K termal iletkenliği ve mükemmel ekstrüde edilebilirliği nedeniyle standart soğutucular için varsayılan malzemedir. TO-220 ile kullanılan yüksek hacimli damgalı soğutucular için BQUQ, 1,5 mm ila 2,0 mm kalınlığında 1100 alüminyum veya 5052 alaşımı kullanır; bu, ekstrüzyona kıyasla maliyeti %30 azaltır ancak daha düşük iletkenlik (1100 için 180 W/m·K) ve azaltılmış kanat alanı nedeniyle termal direnci %15 artırır. Yüzey işlemi ölçülebilir bir rol oynar: şeffaf eloksal kaplama (8-12 µm) emisyonu 0,05'ten 0,85'e yükseltir ve doğal konveksiyonda radyasyon ısı transferini %25'e kadar iyileştirir. 10 W'lık bir TO-220 uygulaması için bu, gerekli soğutucu yüksekliğini 25,4 mm'den 20,0 mm'ye düşürebilir. BQUQ, 500 adet üzeri siparişlerde tüm ekstrüde profillere ek ücret olmadan standart şeffaf eloksal uygular; kalınlık toleransı 10 µm ± 2 µm'dir. Çıplak alüminyum yalnızca konveksiyonun baskın olduğu 3,0 m/s üzerindeki zorlanmış hava sistemleri için önerilir.

Hacme Göre Maliyet ve Teslim Süresi Değerlendirmeleri

Standart soğutucu boyutu, malzeme kullanımı ve ikincil işlemler yoluyla birim maliyeti etkiler. TO-220 için 19,0 mm x 12,7 mm x 25,4 mm ekstrüde soğutucu için hammadde maliyeti, güncel alüminyum fiyatlarında (2.300 USD/ton) yaklaşık 0,12 USD'dir. Kesme, çapak alma ve eloksal ile 1.000 adette birim maliyet 0,45 USD'dir. 50.000 adette bu, otomatik kesme ve parti eloksal sayesinde 0,28 USD'ye düşer. TO-247 standart boyutu (20,0 mm x 15,0 mm x 30,0 mm) için birim maliyet 1.000 adette 0,65 USD ve 50.000 adette 0,40 USD'dir. TO-220 için damgalı alternatifler 100.000 adette 0,18 USD'ye üretilebilir ancak 1.500 ila 3.000 USD takım yatırımı gerektirir. BQUQ'nun standart ekstrüde profiller için teslim süresi numunelerde 3 ila 5 gün, 1.000 ila 5.000 adette 10 ila 12 gün ve 50.000 adette 18 ila 20 gündür. Özel ekstrüzyon kalıpları 800 ila 1.200 USD maliyetindedir ve teslim süresine 15 ila 20 gün ekler.

Standart Soğutucu Boyutu Seçimi için Pratik Öneriler

10 W altında güç dağıtan TO-220 uygulamaları için, doğal konveksiyonda 15 °C/W sağlayan 19,0 mm genişlik ve 20,0 mm yüksekliğinde bir soğutucu seçin. 10 ila 20 W için yüksekliği 38,0 mm'ye çıkarın veya 8 °C/W veren 25,0 mm genişlik profiline geçin. 20 ila 40 W güç dağıtan TO-247 cihazları için, 6 °C/W sağlayan 30,0 mm yükseklikte 20,0 mm genişlik x 15,0 mm derinlik profiliyle başlayın. Montaj deliğinin, vida sıkma sırasında kenar çatlamasını önlemek için her iki tarafta en az 2,0 mm payla düz yüzeyin ortasında olduğunu her zaman doğrulayın. 1,0 W/m·K termal iletkenliğe ve 0,1 mm kalınlığa sahip bir TIM kullanın; bu, bütçenize dahil edilmesi gereken 0,5 °C/W ekler. Yüksek titreşimli ortamlar için, M3 ve M3,5 vidaların tam diş kavramasını sağlamak amacıyla TO-220 için en az 6,0 mm ve TO-247 için 8,0 mm montaj deliği derinliğine sahip bir soğutucu belirtin.

Soğutucu Boyutlandırma Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

S: TO-247 paketi için TO-220 soğutucusu kullanabilir miyim? C: Hayır, TO-247 sekmesi TO-220 için 15,0 mm'ye karşılık 20,0 mm genişliğindedir ve montaj deliği aralığı farklıdır. Daha küçük bir soğutucu kullanmak sekme kenarlarının desteklenmemesine neden olur, bu da eşit olmayan TIM sıkışmasına ve termal dirençte %20-30 artışa yol açar.

S: Standart bir TO-220 soğutucusu için minimum yükseklik nedir? C: Pratik minimum 10,0 mm'dir; bu, 25 °C/W sağlar ve 100 °C artışta 4 W'a kadar güç kaldırabilir. Bu yüksekliğin altında kanat yüzey alanı etkili olamayacak kadar küçüktür ve 3,0 mm taban kalınlığı profilin çoğunu tüketir.

S: Montaj yönü standart boyutu nasıl etkiler? C: Kanatlar dikey ve paket yatay monte edildiğinde, doğal konveksiyon performansı yatay kanatlara kıyasla %10-15 iyileşir. Soğutucu kanatlar yatay monte edilmek zorundaysa, telafi etmek için yüksekliği %20 veya genişliği %15 artırın.

S: M3 montaj vidaları için standart delik derinliği nedir? C: Ekstrüde soğutucular için standart delik derinliği M3 için 6,0 mm ve M3,5 için 8,0 mm'dir; bu, sırasıyla 5,0 mm ve 6,0 mm vida uzunluğunu barındırır. Daha derin delikler (10,0 mm) ek ücret olmadan mevcuttur ancak minimum 12,0 mm taban kalınlığı gerektirir.

S: Siyah eloksal kaplama gerekli boyutu değiştirir mi? C: Hayır, kaplama termal iletkenliği değiştirmez ancak radyasyon katsayısını iyileştirir. Aynı güç dağıtımı için, radyasyon toplam ısı transferinin %30'unu oluşturduğundan, siyah eloksallı bir soğutucu doğal konveksiyonda şeffaf eloksallı versiyona göre yükseklikte %15 daha kısa olabilir.

Sonuç

TO-220 ve TO-247 paketleri için standart soğutucu boyutu; paket mekanik çevresi, uygulama için gereken termal direnç ve seçilen üretim süreci tarafından belirlenir. TO-220 için, 10,0 mm ile 25,4 mm arasında yüksekliğe sahip 19,0 mm genişlik x 12,7 mm derinlik profili, 15 W'a kadar uygulamaların çoğunu kapsar. TO-247 için standart, 20,0 mm ila 40,0 mm yüksekliklerde 20,0 mm genişlik x 15,0 mm derinlik profilidir ve 40 W'a kadar güç kaldırabilir. Doğru boyutu seçmek, termal bütçeyi mevcut kart alanı ve hava akışıyla dengelemeyi gerektirir ve üretim hacmi, ekstrüzyon veya damgalamanın maliyet açısından optimal çözüm olup olmadığını belirler. BQUQ bu standart profilleri 20 yıldan fazla süredir ±0,10 mm boyutsal toleranslar ve 0,05 mm yüzey düzlüğü ile üretmektedir ve güç elektroniği montajınızda güvenilir termal performans sağlar.

Tam güç dağıtımınız ve hava akışınıza dayalı hassas soğutucu boyutu hesaplaması için BQUQ, 12 saatlik teklif hizmetiyle ücretsiz mühendislik desteği sağlar. Tasarım dosyalarınızı veya gereksinimlerinizi sc@bquq.com adresine gönderin veya WhatsApp üzerinden +86 13713157787 numarasından bize ulaşın. Standart profil çizimlerini ve termal veri sayfalarını indirmek için www.bquq.com adresini ziyaret edin.

İlgili Makaleler

• Vidasız Isı Emici Nasıl Takılır: Termal Yapıştırıcı Rehberi
• Damgalı Metal vs Döküm Soğutucular: Maliyet ve Kalite Karşılaştırması
• Yeni enerji aracı IGBT ısı dağılımı, ısı emici güvenilirlik mühendisliği, ısı borusu ve sıcaklık plakası entegre ısı emici, yüzey işleme ve ısı radyasyonu geliştirme: anodik oksidasyon, siyah kaplama ve mikro-nano yapı, grafen / 3D baskı / akıllı termal yönetim: 2030 ısı emici teknolojisi yol haritası