Расчет теплоотвода для динамического режима работы

[Opamp]

Задачка непростая.

Имеется: линейный стабилизатор в динамическом режиме. То есть: включили, поработали некоторое время, причем непродолжительное, и выключили обратно на длительное время. Это если совсем грубо. На практике чуть сложнее, но главная фишка вот в чем: рассеиваемая транзистором мощность плавно нарастает, достигает некотрого пика, а потом почти сразу плавно снижается до каких-то небольших значений. В пике больше десяти ватт. Не ШИМ, то есть время разогрева-охлаждения достаточно велико, десятки секунд. График рассеиваемой мощности напоминает спину кота.
Как расчитать теплоотвод?

Погуглил- все расчеты для постоянной работы. То есть я могу расчитать железяку для рассеивания, скажем, 10 ватт постоянно, но она выходит здоровенная. А мне постоянно-то не надо!
У теплоотвода есть некоторая теплоемкость, то есть нагревается-то он не мгновенно. Некоторое время и некоторая мощность уйдут просто на то, чтоб его разогреть, скажем, от комнатной температуры до 100 градусов. Предполагаю, что для динамического режима работы железка может быть и поменьше. Включили, мощность ушла в разогрев, выключили- железка спокойно себе остывает.

Мобыть кто знает хоть примерную методику как это можно прикинуть? Или потыкайте мордой куда почитать...
Как "прикрутить" теплоотвод в микрокапе- я так и не понял, походу нет там такой возможности.

[uvn]

Это можно выяснить только опытным путём. Построить для своей связки теплоотвод и транзистор "Transient Thermal Response Curve".

[Opamp]

uvn, то есть вообще никак? Скажем, "транзистор с таким-то тепловым сопротивлением при рассеивании стольких-то ватт за такую-то единицу времени производит столько-то тепла". Сколько всего- по площади под кривой графика мощности. Далее "кусок алюминия такой-то массы при всасывании такого-то количества тепла нагревается на столько-то градусов".
Вот если в самом примитивном виде... Неужто нету нигде без адовых формул?

[Krismi70]

ты из китая и устройств миллионы ?....что там экономить для одного изделия ?...радиатор для -20С и +50С тоже разный, как и твои времена работы-нагрузки....
поэтому считать можно сколько угодно с какой угодно точностью после запятой, а делать надо так, чтобы работало независимо от погоды...

[Opamp]

Krismi70, место! Место мне экономить! Корпус маленький, большая железка не влазит! Вот и хочу понять- то ли вообще отказываться от линейного режима работы, а использовать что-то иное, чего совсем не хотелось бы по ряду причин, то ли обойтись маленьким радиатором и сидеть по уши в счастье. Переделывать всю конструкцию чтоб лезло- ну вот ваще не вариант.

[Krismi70]

в корпусе вообще нет охлаждения радиатора...

[>TEHb<]

при рассеивании стольких-то ватт за такую-то единицу времени производит столько-то тепла". Сколько всего- по площади под кривой графика мощности. Далее "кусок алюминия такой-то массы при всасывании такого-то количества тепла нагревается на столько-то градусов".

Так вот же! Что ещё нужно?

[Opamp]

>TEHb<, конкретика. У меня маловато мозгов чтоб понять кто на сколько нагревается. Формулку бы какую, а лучше две.

[Муркиз]

"Формула" здесь одна - интеграл по площади, процесса нагрева. Есть в любом учебнике по интегральному исчислению.

А если полагает, что для подобных случаев есть формула типа А умножить на В и разделить на С, то могу разочаровать - точной нет.

А грубая может дать большую ошибку, хотя ориентировочно можно использовать ее приближение в виде 1/3*длины *высоту изменения периода функции.

[Opamp]

Муркиз, площадь под кривой наверняка можно как-то подсчитать микрокапом, если почитать инструкцию. Раз графики он строит- значит и интегрировать должен уметь, теоретически... В крайнем случае наложу сетку и посчитаю по квадратикам, сверхточность мне не нужна. А вот дальше я хочу понять как это все привести к виду "2+2=4". У меня есть общая рассеянная мощность за время, у меня есть удельная теплоемкость алюминия. Ок, как теперь скрестить ежа с ужом?

[Муркиз]

А хватит ли тебе восьмиядерного процессора , чтобы дважды два посчитать ?
Или для этого и листочка бумаги хватит, чтобы площадь графика на нем посчитать приблизительно ? Точно все равно здесь никогда ничего не будет ... Да так быстрее будет.

[Opamp]

Муркиз, я для того процессора и покупал чтоб самому мозгами не скрипеть! Кстати, сеточку он накладывать сам умеет, даже бумажка не нужна. Ну ладно, это все фигня... Вопрос-то не в том как чего подсчитать, а в том, чего с этой фигней потом делать...
Ладно, подумаю.

[Krismi70]

У меня есть общая рассеянная мощность за время, у меня есть удельная теплоемкость алюминия

поиск отвечает на все школьные вопросы по физике.....)))
Q=cm(t2-t1)

[>TEHb<]

Мощность * время = энергия. В джоулях.
Далее, знаем удельную теплоёмкость алюминия: 897 Дж /(кг*К). Значит 897 (пусть 900 ) Джоулей нагреют кило алюминия на один градус. Полкило на два градуса, соответственно. Ну и так далее.

Про микрокап не скажу, а ЛТспайс точно умеет энергию считать.

[Opamp]

>TEHb<, о, пасиба тебе, добрый человек! Четко и по делу.

[Муркиз]

Вы ему забыли рассказать еще, что такое джоуль и где его взять можно....
Он, похоже, и этого не знает.

[Opamp]

Муркиз, в микрокапе. Он умеет строить графики "девайс энерджи"- показывает сколько рассеяно за которое время, площади под кривыми не нужны. Причем сразу в джоулях! Не в каменном веке живем чтоб старорежимными бумажками пользоваться.

Кароч, через минуту- когда пик мощности уже секунд 40 как прошел, транзюк рассеял всего 160 джоулей. Маленький радиатор весом 5.5 граммов (который я позорно взвесил чашечными весами, а не электронными) должен нагреться всего-то на 26 градусов. Если я не полный идиот, но это не точно. И это даже не учитывая естественного охлаждения конвекционным путем. Итого, предположение было верным- лепить здоровенные железяки совершенно ни к чему. Вот что значит помощь коллективного разума!

[Муркиз]

Радиаторы не на вес идут. Для радиаторов площадь рассеивания является определяющим фактором.

А вес идёт только в качестве показателя накопления тепла от нагревателя.
Тут же два процесса идут одновременно - сначала радиатор забирает тепло у нагревателя, и потом отдает его в окружающую среду.
Они, конечно, происходят одномоментно, но тем не менее, каждый из них считается отдельно.

Какая величина рассеивающей поверхности для радиатора была задана ? Какая она у радиатора ?

А пока, я бы так сказал, результат расчета кажется мне несколько заниженным. Где-то в два раза.

[Opamp]

Муркиз, Площадь поверхности роляет именно на постоянной работе, потому теплоемкость никто и не учитывает. "Потом" рассеиваемая транзюком мощность снижается до трех ватт в самом худшем случае, площади всех ребрышек уже больше чем отбавляй. Я макет пальцем шшупал- оно холодное как сердце бывшей. С долговременной работой все в порядке. Мне надо было думать куда начальный выброс девать- то ли отсекать как-то, то ли оно "в теплоемкость" уходит. Ну, допустим даже остывать оно не будет (но это не точно), а так и останется на 30 градусов выше комнаты- да и фиг с ним! До предела еще очень далеко...

[Муркиз]

Тепловая инертность кусочка алюминия в 5 гр мизерна, это несколько минут. Нагреется быстро, если процесс даже не длинный.

Но по данным последнего поста, я бы порекомендовал алюминий на медь заменить. Меньшим размером радиатора тогда можно будет обойтись.

Если, конечно, описание соответствует действительности