TO-220, TO-247 ve Diğer Paketler için Standart Soğutucu Boyutu Nedir?
TO-220 paketi için standart soğutucu boyutu tipik olarak 19,0 mm genişlik, 12,7 mm derinlik ve 10,0 mm yüksekliktir; TO-247 paketi ise genellikle 25,4 mm x 15,2 mm ayak izi ve 15,0 mm yükseklik ile daha büyük bir alan gerektirir. Bu boyutlar evrensel standartlar değil, güç dağılımına, hava akışına ve termal direnç gereksinimlerine göre ayarlanması gereken temel özelliklerdir. Doğal konveksiyonlu tipik bir 10 watt TO-220 uygulaması için, 8,0 °C/W termal dirence sahip 30,0 mm x 20,0 mm alüminyum soğutucu, bağlantı sıcaklığını 125 °C'nin altında tutmak için minimum pratik boyuttur.
TO-220 ve TO-247 Soğutucular İçin Montaj Ölçüleri Tam Olarak Nedir?
Soğutucu seçerken birincil kısıt, montaj delik desenidir. TO-220 paketleri için standart montaj delik aralığı, iki bacak arasında 2,54 mm ve montaj deliği ile orta bacak arasında 5,08 mm'dir. Tipik montaj deliği çapı, bir M3 vidayı barındırmak için 3,2 mm'dir ve delik merkezleri 10,0 mm aralıklıdır. TO-247 paketleri için montaj delik aralığı bacaklar arasında 5,08 mm'ye çıkar ve delik çapı, M4 vida için 4,2 mm'dir; merkezden merkeze aralık 15,2 mm'dir. Montaj pabucunun kalınlığı TO-220 için 1,2 mm ve TO-247 için 1,5 mm'dir; bu, genellikle sırasıyla 1,5 mm ve 2,0 mm olan gerekli soğutucu yuva derinliğini doğrudan etkiler.
Belirli Bir Güç Dağılımı İçin Ne Kadar Soğutucu Yüzey Alanı Gerekir?
Gerekli yüzey alanı, sıcaklık farkının dağıtılan güce bölünmesiyle hesaplanan termal direnç bütçesine bağlıdır. Bağlantı-kasa termal direnci 3,0 °C/W ve maksimum bağlantı sıcaklığı 150 °C olan, 25 °C ortam sıcaklığında çalışan bir TO-220 paketi için 10 watt'lık bir yük, termal direnci 9,5 °C/W'ı aşmayan bir soğutucu gerektirir. Yaklaşık 50 cm² yüzey alanına sahip doğal konveksiyonlu alüminyum soğutucu yaklaşık 10 °C/W sağlarken, 2 m/s hava akışına sahip zorlamalı hava soğutucusu yalnızca 20 cm² yüzey alanıyla aynı termal direnci elde edebilir. Temel kural olarak, doğal konveksiyon kullanıldığında her ek 5 watt güç dağılımı için yüzey alanını ikiye katlamanız gerekir.
Bu Paketler İçin Hangi Soğutucu Profil Şekilleri En İyi Performansı Sunar?
Ekstrüde alüminyum kanat profili, TO-220 ve TO-247 paketleri için en verimli şekildir ve aynı ayak izine sahip düz bir plakaya göre termal performansta yüzde 30 ila 40 iyileşme sağlar. Her biri 1,5 mm kalınlığında ve 10,0 mm yüksekliğinde 6 kanatlı standart 25,0 mm genişliğinde bir ekstrüzyon, TO-220 paketi için 75 mm uzunlukta 6,5 °C/W termal direnç sağlar. TO-247 paketleri için, her biri 2,0 mm kalınlığında ve 15,0 mm yüksekliğinde 8 kanatlı 40,0 mm genişliğinde bir profil, aynı uzunlukta 4,0 °C/W verir. Katlanmış kanat tasarımına sahip damgalı alüminyum soğutucular, 5 watt'ın altındaki düşük güçlü uygulamalar için kabul edilebilir, ancak aynı boyutlardaki ekstrüde profillere göre tipik olarak yüzde 20 daha yüksek termal dirence sahiptirler.
Yaygın Soğutucu Boyutları İçin Standart Termal Direnç Değerleri Nelerdir?
Aşağıdaki tablo, doğal konveksiyon altında TO-220 ve TO-247 paketleriyle kullanılan standart alüminyum soğutucu boyutları için tipik termal direnç değerlerini sağlar. Bu değerler, yayma katsayısını 0,1'den 0,9'a yükselten ve termal direnci çıplak alüminyuma kıyasla yaklaşık yüzde 15 azaltan siyah eloksal kaplama varsayar.
| Paket | Soğutucu Boyutu (mm) | Yüzey Alanı (cm²) | Termal Direnç (°C/W) | 75 °C Yükselmede Maks. Güç |
| TO-220 | 19 x 12,7 x 10 | 15 | 15,0 | 5 W |
| TO-220 | 25 x 20 x 15 | 30 | 9,0 | 8 W |
| TO-220 | 30 x 25 x 20 | 50 | 6,0 | 12 W |
| TO-247 | 25,4 x 15,2 x 15 | 35 | 8,0 | 9 W |
| TO-247 | 40 x 30 x 20 | 80 | 4,5 | 16 W |
| TO-247 | 50 x 40 x 30 | 140 | 3,0 | 25 W |
Termal Arayüz Malzemesi Gerekli Soğutucu Boyutunu Neden Değiştirir?
Termal arayüz malzemesi (TIM), toplam termal direnci doğrudan artıran bir temas direnci ekler ve bu nedenle aynı güç dağılımı için daha büyük bir soğutucu gerektirir. Gresli kuru bir mika yalıtkan 0,5 °C/W termal dirence sahipken, 0,25 mm kalınlığında bir silikon ped 1,0 °C/W sunar ve faz değiştiren malzeme 0,2 °C/W sağlar. Gres yerine silikon ped kullanırsanız, bunu telafi etmek için soğutucunun termal direnci yüzde 10 daha düşük olmalıdır; bu da yüzey alanında yüzde 15 artış anlamına gelir. 15 watt'ın üzerindeki yüksek güçlü TO-247 uygulamaları için, TIM katkısını 0,3 °C/W'ın altına indirmek amacıyla faz değiştiren malzeme veya yalıtımsız doğrudan montaj kullanmanızı öneririz.
Standart Boyut Yerine Ne Zaman Özel Bir Soğutucu Seçmelisiniz?
Uygulamanız standart olmayan bir montaj delik deseni, belirli bir muhafazaya uyacak sıradışı bir şekil veya standart ekstrüzyonların karşılayamayacağı 2,0 °C/W altında bir termal direnç gerektirdiğinde özel bir soğutucu seçmelisiniz. Özel ekstrüde soğutucular, yeni bir profil kalıbı için 800 ila 1.500 USD arasında takım maliyetine, minimum 500 adet sipariş miktarına ve 3 ila 4 hafta teslim süresine sahiptir. Damgalı özel soğutucular, 10.000 adedin üzerindeki yüksek hacimler için daha ekonomiktir; takım maliyetleri 500 ila 2.000 USD arasında ve parça fiyatları 0,05 USD kadar düşüktür. 100 adedin altındaki miktarlar için, standart bir bloktan özel bir soğutucu işlemek en uygun maliyetli seçenektir; tipik fiyat parça başına 3 ila 8 USD ve teslim süresi 5 gündür.
Hava Akışı ve Yönelim Standart Soğutucu Boyutunu Nasıl Etkiler?
Zorlamalı hava soğutması, gerekli soğutucu boyutunu önemli ölçüde azaltır; 2 m/s hava akışı, doğal konveksiyona kıyasla termal direnci yüzde 50 ila 60 düşürür. Serbest havada 4,5 °C/W termal dirence sahip 40 x 30 x 20 mm ölçülerinde bir soğutucu, 2 m/s hava akışında 2,0 °C/W'a düşer ve aynı TO-247 paketinin 9 watt yerine 20 watt dağıtmasına olanak tanır. Yönelim de önemlidir: hava akışıyla dikey kanat hizalaması, yatay kanatlara göre performansı yüzde 10 artırır ve 45 derecelik eğim, doğal konveksiyon performansını yüzde 15 azaltır. Dikey bir PCB üzerine soğutucu monte ederken, baca etkisi hava akışını desteklemek için kanatların dikey olduğundan emin olun; bu, termal performansı yüzde 20 artırabilir.
Bu Paketler İçin Soğutucu Seçerken Yapılan Yaygın Hatalar Nelerdir?
En yaygın hata, düzgün hesaba katılmazsa toplam termal dirence yüzde 30 ila 50 ekleyebilen montaj arayüzünün termal direncini göz ardı etmektir. Bir diğer sık yapılan hata, ortalama güç için değil tepe güç dağılımı için çok küçük bir soğutucu kullanmaktır; bu, geçici yükler sırasında bağlantı sıcaklıklarının 150 °C maksimum değerini aşmasına neden olabilir. Mühendisler ayrıca, doğal konveksiyon performansının deniz seviyesinden her 100 metrede yüzde 1 azaldığı ve 1.500 metrede yüzde 15 daha büyük bir soğutucu gerektirdiği rakım etkisini de gözden kaçırır. Son olarak, nemli bir ortamda kaplamasız alüminyum soğutucu kullanmak montaj arayüzünde korozyona yol açabilir ve zamanla termal direnci yüzde 20 artırabilir.
SSS
5 Watt'ta TO-220 Paketi İçin Minimum Soğutucu Boyutu Nedir?
75 °C sıcaklık artışıyla 5 watt'ta TO-220 paketi için minimum pratik soğutucu boyutu, 15,0 °C/W termal direnç sağlayan 19,0 mm x 12,7 mm x 10,0 mm'dir. Bu boyut, 25 °C ortam sıcaklığı ve doğal konveksiyonlu uygulamalar için uygundur; 3,0 °C/W bağlantı-kasa direnciyle bağlantı sıcaklığı yaklaşık 115 °C olur. Ortam sıcaklığı 40 °C'yi aşarsa, soğutucu yüzey alanını yüzde 30 artırmanız gerekir.
TO-220 ve TO-247 Paketleri İçin Aynı Soğutucuyu Kullanabilir misiniz?
Montaj delik aralığı (TO-220 için 10,0 mm'ye karşı TO-247 için 15,2 mm) ve pabuç kalınlığı (1,2 mm'ye karşı 1,5 mm) farklı olduğundan, her iki paket için aynı soğutucuyu doğrudan kullanamazsınız. Ancak, hem 10,0 mm hem de 15,2 mm aralıklı çoklu montaj delik desenine sahip bir soğutucu kullanabilir veya her iki paket genişliğini barındıran evrensel bir klips kullanabilirsiniz. Termal performans farklı olacaktır; TO-247 paketi daha düşük bağlantı-kasa direncine sahiptir, bu nedenle TO-220 için boyutlandırılmış bir soğutucu, aynı güçte TO-247 için fazla büyük olacaktır.
Bu Paketler İçin Damgalı ve Ekstrüde Soğutucular Arasındaki Maliyet Farkı Nedir?
Damgalı soğutucular, 10.000 adedin üzerindeki hacimlerde parça başına 0,03 ila 0,15 USD arasında maliyete sahipken, ekstrüde soğutucular aynı hacimde parça başına 0,15 ila 0,50 USD arasında maliyete sahiptir. Damgalı bir soğutucu için takım maliyeti 500 ila 2.000 USD iken, bir ekstrüzyon kalıbı 800 ila 1.500 USD'dir; bu da damgalı parçaları çok yüksek hacimler için daha ekonomik hale getirir. 100 adedin altındaki prototip miktarları için, işlenmiş alüminyum soğutucular parça başına 3 ila 8 USD ile en pratik seçenektir.
20 Watt'ta TO-247 Paketi İçin Soğutucu Boyutunu Nasıl Hesaplarsınız?
Maksimum bağlantı sıcaklığı 150 °C ve ortam sıcaklığı 25 °C olan 20 watt'ta bir TO-247 paketi için toplam termal direnç 6,25 °C/W olmalıdır. 0,5 °C/W bağlantı-kasa direncini ve 0,2 °C/W TIM direncini çıkardıktan sonra gerekli soğutucu direnci 5,55 °C/W kalır. 4,5 °C/W termal dirence sahip 40 x 30 x 20 mm bir soğutucu veya 3,0 °C/W ile 50 x 40 x 30 mm bir ünite, güvenlik payıyla yeterli soğutma sağlayacaktır.
Hangi Soğutucu Kaplaması En İyi Termal Performansı Sağlar?
Siyah eloksal kaplama en iyi termal performansı sağlar; yayma katsayısının 0,1'den 0,9'a artması nedeniyle termal direnci çıplak alüminyuma kıyasla yüzde 15 azaltır. Şeffaf eloksal kaplamanın performans üzerinde ihmal edilebilir etkisi vardır; boyalı kaplama termal direnci yüzde 20 azaltabilir ancak dökülebilecek bir katman ekler. Dış mekan veya korozif ortamlar için kromat dönüşüm kaplaması önerilir; ancak çıplak alüminyuma göre termal fayda sağlamaz.
Daha Büyük Pasif Soğutucu Yerine Fanlı Soğutucuyu Ne Zaman Kullanmalısınız?
Mevcut kart alanı sınırlı olduğunda fanlı soğutucu kullanmalısınız; 5 V fanlı 20 x 20 x 10 mm bir soğutucu 10 watt dağıtabilirken, pasif bir soğutucu aynı güç için en az 50 cm² yüzey alanına ihtiyaç duyar. Fanlı soğutucular ayrıca ortam sıcaklığı yüksek olduğunda veya cihaz hızlı soğutma gerektiren sık geçici yüklere maruz kaldığında tercih edilir. Ancak fanlar, 40.000 saatlik ortalama arıza süresiyle güvenilirlik endişeleri getirir; bu nedenle bakım gerektirmeden 10 yıl ömür gerektiren uygulamalar için pasif soğutucu zorunludur.
Küçük Miktarlarda Özel Ekstrüde Soğutucular İçin Teslim Süresi Nedir?
100 ila 1.000 adet arasındaki küçük miktarlarda özel ekstrüde soğutucular için teslim süresi, kalıp imalatı için bir hafta ve ekstrüzyon, kesme ve bitirme için iki ila üç hafta dahil olmak üzere 3 ila 4 haftadır. Standart bir ekstrüzyon profilinin özel bir uzunluğunu gerektiriyorsanız, teslim süresi takım maliyeti olmadan 1 ila 2 haftadır ve minimum sipariş miktarı 50 adettir. Acil gereksinimler için, 50 adede kadar miktarlarda işlenmiş özel soğutucular için 5 günlük ekspres hizmet sunuyoruz.
Özel soğutucu gereksinimleriniz için, ücretsiz termal simülasyon ve tasarım önerileriyle 12 saatlik teklif hizmeti sunuyoruz. E-posta: sc@bquq.com, WhatsApp: +86 13713157787 adresinden bize ulaşın veya TO-220, TO-247 ya da özel paket soğutma ihtiyaçlarınızı görüşmek için www.bquq.com adresini ziyaret edin.
