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Necesito resolver el problema de disipación de calor en un amplificador lineal a transistores. No vale la respuesta "Cuanto más grande mejor" eso ya lo sé.
Utilizaré dos transistores SD2933, según las especificaciones, a 48Vcc, pueden entregar una potencia de 360 vatios con una relación de Potencia de salida (Pin) / Potencia de entrada (Pout) de 2,7 a 30 MHz. Lo que me hace prever una estufa de 612 vatios y un consumo de 20 Amp en números redondos.
Me parece que la razón de 2,7 Pin/Pout es exagerada, ¿He interpretado bien los parámetros de los transistores?
Primera cuestión: ¿Están bien realizados los cálculos?
Segunda cuestión: Me estoy decidiendo por una fuente conmutada MW de 48 Vcc (42 - 52) de 1000 vatios. Para la fuente no tengo problemas hay muchas ofertas por Internet con muchas opciones para añadir sistemas de medición y protección a precios razonables. Sin embargo, agradecería información sobre cualquier experiencia con este tipo de fuentes.
Tercera cuestión: Si tengo que disipar 700 vatios de calor en números redondos hay varias opciones. Una placa de cobre de 4 mm mecanizada sobre la que se coloca un disipador de aluminio, es una solución accesible pero cara. Estoy buscando alternativas para disipadores de aluminio, mejor reciclados, pero no encuentro información en Internet. En cuanto a disipadores nuevos encuentro cantidad de anuncios de fabricantes chinos que venden al por mayor, pero no encuentro un minorista que oferte este tipo de disipares "Aluminium heatsink" son las palabras claves que utilizo. (Disipadores de aluminio por si suena la flauta).
Las especificaciones que leo de algunos fabricantes están expresadas en grados centígrados por watio (o es lo que entiendo), ¿cuales serían los cálculos para conocer la superficie de disipación por vatio?
Muchas gracias de antemano por cualquier tipo de ayuda
La cultura del esfuerzo se cultiva desde la motivación, no mediante el castigo como algunos quisieran.
http://www.enioea2hw.wordpress.com
73, Enio
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Hola Enio. Cor respecto a disipadores de aluminio:
http://dutchrfshop.nl/koelmateriaal.html
Yo le compre a este hombre hace tiempo, y perfecto, por si te vale. Saludos. Jose.
Kune Electronics.
http://shop.kuhne-electronic.de/kuhne/en/shop/amateur-radio/accessoires/heat-sinks/
Buenos, bonitos, baratos y en Europa.
Bueno, no se si me he precipitado. He comprado el último que le quedaba en stock a Dutch RF Shop, http://dutchrfshop.nl/koelmateriaal/aluminium-koelprofiel-160x100x40.html
SR-on line tiene muy buen material pero, como siempre, muy caro, el radiador más adecuado costaba más que el kit completo del amplificador. En Shop.Kuhne también tienen variedad y buen precio, pero el SK 200 se va a los 57,00€ sin portes ni IVA.
El que he comprado espero que sea adecuado, la resistencia térmica es de 0,7 K/W y las dimensiones 10X100X40 cm, plano, con aletas verticales negro.
Voy a ver si soy capaz de calcular el ºC/W con las indicaciones de Manuel, aunque se me ocurren aún algunas preguntas.
¿Realmente los transistores de un PA tiene menos de un 50% de rendimiento? ¡Jopé!
El cálculo de la superficie radiante de un disipador se realiza sobre cada una de las dos caras de cada aleta y el cuerpo (superior e inferior)????
Evidentemente colocaré un radiador con un buen flujo (y un sombrero para forzar el paso del aire) e intentaré unir térmicamente la placa del disipador con la parte superior de la caja y pondré (si es necesario y encuentro) una chapa de cobre.
Voy a ver que encuentro en el Radioamateur Handbook sobre disipación de calor.
Muchas gracias a todos.
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73, Enio
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Bueno... no soy capaz de calcular el ºC/W del radiador, tampoco lo da el suministrador, únicamente especifica la resistencia térmica (Rth k) que es de 0,7 K/W, (he entendido que es la resistencia térmica absoluta de un material por unidad de área. Entiendo que la superficie de disipación habría que multiplicar por el área, luego:
la superficie radiante es de 0,144 m^2 X 0,7 (Rth K) = 0,1008 m^2 como utilizaré pasta de silicona y la unión es directa Rth c-d=1, el resto de los parámetros son:
Tj = 200 (180 por seguridad) por lo que Rth j-d = 150º
La potencia de disipación de trabajo la había calculado mal.
Por lo que leo en la hoja de especificaciones cada uno de estos transistores puede sacar unos 380 vatios a 50 voltios con una entrada de 2,7 vatios. Yo espero hacerlos trabajar a un máximo de 200 vatios cada uno con un excitación de 1,2 vatios y una eficiencia de un 50%, lo cual deduzco que la disipación será de 200 vatios y el consumo total de ambos transistores será de 800 vatios (aún me sigue pareciendo demasiado alto).
He revisado algunos textos y me parece muy complicado el cálculo del tamaño de un disipador y tampoco tengo acceso a software específico.
Muchas gracias por la ayuda.
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73, Enio
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Muchas gracias Manolo, hasta ahí había llegado, el cálculo de la resistencia térmica de un disipador, según una consulta es Tj-Ta=P.Tth t, si modifico la temperatura de la unión del semiconductor (según datasheet) a 180ºC - Temperatura ambiente = 30ºC y la potencia a disipar 400 vatios (200 por transistor) tenemos:
150=400*Rth t
Rth t=150/400=0,375ºC/W
Ahora bien, no tengo ni idea de cual puede ser la resistencia térmica de un disipador de 20 aletas de 40mm de 150 de largo por 200mm de ancho, anodizado en negro.
En el cálculo me pierdo porque hay que hacerlo en base de la ley de fourier, y supongo que habrá que tener en cuenta la conductividad térmica de la aleación del aluminio, más el coeficiente de disipación del color negro que creo que es de ^2 más una placa de cobre de 5 mm de gruesa de 200X150mm para fijar en ella a los transistores así como un ventilador de 80X80mm de 70m/h. Así que solo queda poner eso y rezar,
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73, Enio
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MUchas gracias Manolo, ahora lo tengo ya bastante más claro. Teniendo en cuenta que el tamaño y la forma del disipador es, poco más o menos la misma que los dos que has referenciadom, el disipador que voy a colocar es un 33% menor del que necesito. Sin embargo, al añadir la plancha de cobre (200X150X5 mm) disminuirá el ºC/W y con la ayuda del ventilador espero estar en cifras.
Me ha costado conseguir la chapa de cobre. Me han suministrado un retal de 300X150 y lo han cortado a 200 (me han cobrado hasta por cortarlo!) en total me sale en casa por 45,98€ (Incluidos IVA y portes). Teniendo en cuenta que R3KTO cobra por una placa de cobre de 150X50X10 mm 54,71 € (Mecanizados para 4 DS2303) no es cara.
Me ha sorprendido que el sistema de refrigeración sea una parte importante del costo.
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73, Enio
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