Isı iletimi ve izolatörler

| Ağustos 22, 2020 Tarihinde güncellendi
Isı iletimi ve izolatörler

Bir çok uygulamada güç akan bölgelerde kullanılan transistörler soğutucuya monte edilirken izole edilir sebebi parçanın metal bölümünün canlı nokta ile bağlantılı olmasıdır.

Örneğin; Anfi devreleri geneli entegrelidir bu entegrelerin soğutucuya monte edilen bölümü
genelde + artı voltaj veya – eksi voltaj taşır nadiren şaseye de bağlı olabilir. (datasheet açıklamasında belirtilir.) transistörler de ise genelde soğutucuya monte edilen bölüm kollektör ucuna bağlıdır.

Güvenlik için mutlaka entegre veya transistörler soğutucuya izolatör ile bağlanmalıdır bu sayede bir çok sorunu engelleyebilirsiniz.

NPN tip transistörlerde kollektör bacağı dış bölüm ile bütündür sadece transistörlerde değil bir çok entegrelerde durum aynı mesela LM317T soğutucuya montaj için kullanılan dış bölüm çıkış bacağı ile bütündür TDA2030 anfi entegresinde 3 numaralı -V ucu dış bölümle bütündür triyaklar.tristörler vb. yani dış bölüm metal ise genelde bir baçak ile bağlantısı olur.

transistor-entegre

Yukarıda ki resimde temsili bir NPN transistör sağda ise TDA2030 görünüyor. Özellikle entegrelerde bağlantı değişebilir bazılarında +V bazılarında çıkış bölümleri olabilir en iyisi datasheet bilgileri yada ölçü aletinde buzzer kademesinde ölçüm yapmak ölçü aleti kısa devre test, buzzer kademesine alınıp bağlı olan baçak ile gövde arasında ölçüm yapılır bağlantı varsa ölçü aleti ses verir.

Genelde güvenlik açısından soğutucuya monte edilen eleman uygun boyutta bir izalatör ile izole edilir ayrıca kullanılan vidaya “pice” (ben bu isimde biliyorum farklı olabilir) denilen bir ısıya dayanıklı plastik halka geçirilir. İzolatörler “Mika” veya “Silikon” olabilir en yaygın kullanılan silikondur.

Soğutucu boyutu büyük olduğu için temas etme şansı yüksektir hele yüksek voltajların kontrolünde kullanılan elemanlar (triyak-tristör vb.) olduğunda çok gerekli ayrıca soğutucuda farklı özelliklerde elemanlar bağlandığın da sorun olmaması için gereklidir.

izolator-sogutucu-plastik-yalitim-transistor-entegre

izolator-sogutucu-izolasyon-isi

izalator-pice-plastik

izalator-pice-plastik-2

Yukarıdaki resimlerde gördüğünüz gibi vidanın eleman ile bağlantısı pice sayesinde kesilmiş durumda geri kalan gövdeyi ise izolatör ayırıyor piyasada en çok mika şeffaf renk olanları var. Ayrıca TO−247, TO-264 vb. kılıf transistörlerde plastik yalıtım fabrikasyon olarak bulunuyor bunlarda kullanmaya gerek yok sadece izolatör yeterli

2sc5200-sogutucu-heatsing

izolatorler

Soğutma için soğutucunun yanı sıra ısının daha iyi iletilmesi için özel bir madde kullanmak gereklidir piyasada ısı iletici silkon diye bilinir izolatör olsada olmasada kullanmak gerekir hem soğutucuya hemde izolatöre az bir şey sürülür minik bir damlacık yeterli ayrıca hafiften yayılması iyidir

isi-iletici-silikon-silicon-gress

isi-iletici-silikon-silicon-gress-2

Genelde TO-220 kılıf transistör, entegre elemanlarının plastik izole kılıfları bulunur fiyatları biraz daha yüksek ama montaj kolaylığı vardır bu tip malzemelerde yine ısı iletici krem silikon kesinlikle kullanılmalıdır. Düşük ısılı uygulamalar dışında…

Gövdesi Plastif kaplı kılıfların dez avantajı güçlerinin düşük olmasıdır. Örneğin LM3886 anfi entegresisin plastik kılıfı (LM3886TF) 50w metal kılıfı (LM3886T) 68w güç verir.

to220-kilif-transistor-plastik-metal

Soğutucu tipine göre farklı montaj şekilleride olabilir birde büyük metal TO3 kılıf için (2N3055.LM338K vb.) dış metal bölüm soğutmada kullanıldığı için piceden önce araya metal terminal konulur (kablo papucu diye bilinir) bu terminale kablo lehimlenip kullanılır.

Ayrıca kullanılan soğutucunun yüzeyi ne kadar pürüzsüz ise o kadar iyidir montaj öncesi çok ince bir zımpara ile temizlemek iyi olur.

izolator-sogutucu-montaj-isleri 2n3055-tip-kilif to220-tip-kilif

Geçenlerde bir abi dimer devresinde soğutucu montajından bahsetmişti az çok elektronik ile uğraşır tabiki triyak metal t0220 kılıf izolasyon olayını anlattım bilmiyormuş iyiki denk geldim kim bilir neler olurdu elektronik çok kapsamlı yeni başlayanlar için daha da karmaşık bu bilgiler bir çok kişiye basit görünebilir ama bilinmesi gerekli bir köşede dursun 🙂

Yayım tarihi: 2009/06/03 Etiketler: , , , , ,



19 Yorum “Isı iletimi ve izolatörler

  1. Naci

    evet – ben de aynı fikrideyim.özellikle yeni başlayanlar için zaten bu temel bilgi niteliğinde ve gerekli.paylaşım işin saol dostum

    CEVAPLA
  2. kzm

    Güzel bir paylaşım olmuş. Yararlı bilgiler var emeğine sağlık.

    CEVAPLA
  3. mustfa

    yalnız kılıfların izoleli olması genellikle özelliklerinin düşük olduğu anlamına gelmez. lm3886nın metal kılıfı plastik kılıfıyla boyut haricinde aynı özelliklere sahiptir. izoleli kılıfların ısıyı dağıtmak konusunda verimi düşük olabileceğinden daha büyük bir soğutucuya gereksinim duyulacağı hesaba katılmalıdır.

    CEVAPLA
    1. gevv

      Evet özellikler aynı ama datasheet bilgilerine göre gücün daha düşük olacağı belirtilmiş gerçi detayı bulamadım ama öyle olduğunu biliyorum yinede belli olmaz teknoloji sürekli gelişiyor 🙂

      CEVAPLA
  4. vebci

    soğutma işi kendi başına bir meslek bence.
    1. malzemenin belli bir ısıya ulaştığı zaman
    2. malzemenin geçmemesi gereken ısı derecesi
    3. ortam ısısı
    4. soğutucunun boyutlarının hesaplanması.

    bütün bunlar çok önemli ama çoğumuz göz kararı ve deneme yanılma yoluyla yapıyoruz ve ısıyı ölçmek için parmakalrımızı yakıyoruz:))

    not: yukarda ki resimdeki tda2030 değil.

    CEVAPLA
    1. gevv

      not: yukarda ki resimdeki tda2030 değil.

      İlginiz için teşekkürler resim değiştirildi. Dediğiniz gibi soğutma işleminde bir çok ince detay var ama biz teoriden çok uygulama ile deniyoruz 🙂

      CEVAPLA
  5. asma

    Merhabalar yine değerli bilgiler verilmiş. 😉 Teşekkürler.
    Tda2030 ile ilgili bilgi doğru fakat temsili resim 5 değil 7 pin olmuş. 🙂

    Yarı iletkenlerin aynı özellikteki izoleli kılıf şeklinde üretilen modelleri daha güçsüz olur mu? Sorusuna cevap vermeye çalışayım.

    Entegre yerine basit olması için transistör örneği verirsek; BUT11A ve BUT11AF karşılaştırıldığında aslında tek fark varken öne çıkan 2. değer bilinir. Transistörün kayıp güç olarak dışarı atabildiği ısıyı transistörün gücü olarak biliriz ve bu bakışla BUT11A 83W tır, BUT11AF 40W değeri ile daha güçsüz gibi gözükür.Total Power Dissipation yada Ptot max. çalışma sıcaklığı, kabul edilen ortamsıcaklığı ve termal dirençle elde edilir. İki transistör arasında termal direnç farkı vardır, gerisi önemsizdir. 😀

    BUT11A 1,5 C/W , BUT11AF 3,25 C/W termal direnç değerleri ile kullanım yerine göre seçilebilir.

    Yeterince uzun oldu ama bu değerlerin hepsi yalan 😀 dedikten sonra bu iki transistörü gerçek hayatta aynı özellikte soğutuculara metal olana izolatör kullanarak bağlarsak, ortam sıcaklığını 40C kabul edersek. Soğutucumuz yukarıdaki resimde görülen gibi 10x10cm kare ve 5mm kalınlığında alüminyum levha olsun. Bu soğutucunun termal direnci 4 C/W dersek izolatörün direci 0,3 C/W olsun varsın.

    Hesap: (Tmax-Tortam)/Rth
    A için (150-40)/ (1,5 + 0,3 + 4) = 18,9W
    AF için (150-40)/(3,125 + 4) = 15,4W olur.

    Bir transistörün 150C sıcaklığa ulaşıp normal çalışmasını beklemek ne kadar doğruysa (ben inanmam 😀 ) bu hesapta o kadar doğru. 😉

    Anlatımım uzun ve karışık oldu ama formülü çıkartırsanız ısı iletimi ve izolatör kullanımı faydalı olacağını düşünüyorum.

    🙂 Yazdıklarım hep yalan dolan gibi anlaşılmasın data sheet teki değerler için formülün sağlamasını yapalım:

    Rth=termal direnç (toplam) C/W
    Tmax= en yüksek çalışma sıcaklığı C
    Tortam=ortam sıcaklığı veya ideal sıcaklık C
    Ptot=açığa yayılan(kaybolan) ısının gücü W
    A için 150-25 /1,5 = 83,3W
    AF için 150-25/3,125 = 40W olur.

    Kolay gelsin.

    CEVAPLA
  6. Seçkin ALAN

    peki hocam bu slikonu,pice’yi , izalatör’ü nereden temin edenilirim?
    İstanbul veya ankarada değilim!

    CEVAPLA
    1. gevv

      Genelde elektronik komponent satan dikkanlarda olur yazının başlarındaki örnek transistör ve entegre şeklinde to-220 kılıflar için kullanacaksanız arızalı hurda bilgisayar güç kaynaklarında 4 takım (izolatör,pice,vida) kesin bulunur

      Eğer 2n3005 metal tip bir malzeme için kullanacaksanız piyasayı biraz araştırın büyük ihtimal bulubur

      CEVAPLA
  7. vebci

    genelde bütün elektronik malzeme satan malzemecilerde bulunur.

    CEVAPLA
  8. Ahmet

    Elinize sağlık, güzel olmuş. Ben de bir şeyler eklemek istedim. Uzun süre aramalarım sonunda ısı iletimi ve montaj yöntemleri ile ilgili en detaylı bilgileri Motorola nın Linear & Switching Voltage Regulator Handbook adlı yayının da buldum. Buradan direk download edilebilir: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/HB206-D.PDF Ne yazık ki İngilizce ama bir çok çizim var.

    CEVAPLA
    1. gevv

      İlginiz için çok teşekkürler arkadaşlar sizlerin sayesinde yazı daha kapsamlı oldu verdiğiniz bilgiler dökümanlar çok değerli sağolun

      CEVAPLA
  9. ibrahim telmen

    Bu PC güç kaynağını ilk yapan kimse ne güzel düşünmüş.Görüntüsü bile zevk veriyor insana.Rengarenk kablolar egzotik bir sac kasa vs vs ile hurdadan toplayıp kolleksiyon yapası geliyor insanın.Bir de bozulanı tamir edebilsem. :))))Gew ustam mükemmel paylaşımlarınızdan dolayı kutluyorum sizi.320volt sitemiz adeta esir aldı bizi.Pc yi açar açmaz ilk işim siteyi açmak.Emeği geçen herkese teşekkürler.Bir harf öğrendiğim insandan Allah(C.C.) bin kere razı olsun.

    CEVAPLA
  10. HUSEYIN

    Keşke lise yıllarımı basit devreler yaparak geçirseymişim..

    CEVAPLA
  11. cem

    peki mika olanlarmı yoksa diğer plastik gibi olanlarmı iyidir. mesela anfinin power katı için sürekli mika görüyorum. hiç görmedim silikon gibi olanını. mika yerine esnek kumaş gibi olan kullanılırsa herhangi bir zararı olurmu

    CEVAPLA
    1. gevv

      mika daha iyi ama mika kadar etkili silikon izolatörlerde var bunlar üreticinin veri sayfalarında belirtilir

      soğutucu yüzeyi pürüzsüz ise kaliteli bir ısı iletici macun kullanılırsa standart silikon izolatörlerde iyi sonuç verir.

      Bu konu hakkında Fairchild firmasının faydalı bir çalışması var “AN-4166 Heat Sink Mounting Guide” https://bit.ly/2ZqJAVm

      Mika, Dolgulu Silikon, Kapton MT / BN Dolgulu Silikon, Alümina Dolgulu Silikon karşılaştırmaları vs. bir çok bilgi bulunuyor

      CEVAPLA
  12. Erdal

    cok güzel bi bilgi paylaşımı olmuş özellikle izoletör konusu oldukca acıklayıcı paylaşım için teşekkür ederim hepinize..

    CEVAPLA

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.