Kylfläns konstlast

SM0YDO

Well-Known Member
Hej jag ropade in den här kylflänsen på tradera som jag funderar på att använda till en konstlast med ett sånt där motstånd som man skruvar i flänsen men går det att ta reda på vad flänsen klarar av att kyla
 

Attachments

  • 20230216_191706.jpg
    20230216_191706.jpg
    1,1 MB · Views: 15
  • 20230216_191655.jpg
    20230216_191655.jpg
    1,6 MB · Views: 15
  • 20230216_191644.jpg
    20230216_191644.jpg
    1,4 MB · Views: 15
Jo det skulle man kunna göra det finns vågar på jobbet som jag borde kunna använda för ändamålet så får man se
 
Vad kylflänsen klarar är väl väldigt beroende av energimängden, så att säga. Dels finns ju såklart förhållandet mellan effekt och materialmängd, vilket ju avgör hur länge man kan elda på en viss vikt av kylfläns, men för längre övningar blir ju värmeavledningen mer intressant, dvs utformning, färg etc. Egna prov (mycket enkla) visar, att även en liten fläkt mot en kylfläns med lite utökad yta (vingar och liknande) gör stor skillnad mot samma anordning utan fläkt.
 
Målar man den svart ökar effekten av kylningen.
Jag gjorde en gång prov med två lika kylflänsar, målade en svart och satt motstånd på båda, värmde på med spänning över motståndet.
Den svart förblev omkring 10 % svalare, så förutom storleken så har färgen har betydelse.....
Även om folk har svårt att hålla med...
SM4FPD
 
Det går att uppskatta grovt hur stor effekt som en given kylfläns kan ha hand om vid en viss temperaturhöjning.
1676617863688.png
Den som är "slängd" i fluidmekanik och termodynamik kan sätta upp ekvationen nedan

1676618010591.png
och utifrån denna göra grafer för den termiska resistansen mellan stommen och omgivningsluften för en viss kylfläns, i detta fall en som är 50 x 50 mm

1676618260991.png

Den avbildade kylflänsen kan uppskattas ha en termisk resistans av runt 0,7-1 K/W, när fenorna monteras vertikalt
så för en temperaturhöjning av 50 grader kan man ta hand om runt 80-100 W förlusteffekt kontinuerligt
Hur stor temperaturhöjning det blir i praktiken beror sedan på hur bra luften kan cirkulera runt den.
 
Mina erfarenheter av kylflänsar och värme, är hur folk, (radioamatörer och elektronikbyggare) uppfattar hur kylaren blir varm och hur det beter sig.
Man tycker att kylaren blir varm, så det måste var något fel. På frågan om hur varm så visar det sig att man bara tycker det blir varmt.
Jag har många ggr fått förklara att en kylfläns MÅSTE bli varm för att kunna avleda förlusteffekt.
Ju varmare ju mer värme kan avgå.
En kall kylfläns gör ju inget jobb.
ett instrument för ändamålet saknas ofta hos de flesta som labbar, en temperaturmätare, det finns rätt billiga IR mätare se ut som en pistol och lyser en röd prick där mätningen sker.
Hur varm får då kylaren bli, ja betydligt varmare än att man kan ta i den.
Vad gäller RF kontlasten så går den ju tt testa med likström, man kan då elda längre tid än med sändaren, och gör prov.

Jag minns när vi på SRS testade nätaggregat, 13,8 V och som skall ge 25 A.
De blir varma, men när kylflänstempen överstiger vad nätsladden är specad för, dvs 90 - 120 C, och nätsladden ligger klämd under kylaren, ja då får man nog avstå att sälja sådana produkter.

Sen kan man ju tycka att om grejerna går svalare så håller dom längre, motståndet i tråden, lär vara specat för 120 C eller så, och det är ju bra om det håller 100 000 timmar om man inte låter det bli så varmt.... ironi...

En fläkt gör ju verkan men att behöva strömförsörjning till ett motstånd är väl att ta i....


För 100 W RF kan man jämföra med kylarens storlek på radiostationen, den har visserligen ofta fläkt, men förlusten där är ungeför vad sändaren oxo lämnar ut.

SM4FPD
 
Då är det väl bara (om man inte litar på AOM vilket jag gör) leta efter kylflänsar på ett drygt kilo med liknande fenarrangemang.
 
"Specifika värmet" för Aluminium är ca 900 J per kg och grad Kelvin. Det finns alltså möjlighet att släppa loss en hel del effekt under ett antal sekunder innan den flänsen smälter, men så småningom är det ju avledningen som sätter gränsen. Släpper man ut 900 W borde temperaturen stiga med en grad/s. Ska man få fram vad som är max stadig energitillförsel för att temperaturen ska stabilisera sig under farlig nivå, måste man nog ta till lite räknande (eller helt enkelt göra praktiska prov).
 
Vikten är primärt intressant för den termiska tidskonstanten; en tung kylare tar längre att värma upp och lagrar mer
värme. Dock är arean på flänsarna det som avgör hur mycket värme som leds bort och strålas ut i stationärtillståndet.

Det är länge sedan jag gjorde sådana här beräkningar, men gången är i huvudsak denna:

1. Bestäm vilken temperaturhöjning som kan tolereras i hela omgivningstemperaturområdet. Radioamatörer
klarar sig med området 0 - 30 C, medan man brukar säga att -20 till +55 grader gäller för industriella tillämpningar.
Man helst bör undvika att temperaturen på höljet hos halvledare mycket överskrider 75 C, så en temperaturhöjning av 40-50 grader kan tolereras

2. Sedan beräknas vilken termisk resistans i stationärtillståndet denna temperaturhöjning motsvarar, säg att 100 W kontinuerlig förlusteffekt
ska hanteras, och att vi tolererar en temperaturhöjning av kylaren på 50 C. Då får inte den termiska resistansen överskrida 100/50 = 2 K/W.

3. Därefter söker man upp data över kylflänsar. Där finns den termiska resistansen angiven för olika omgivningstemperaturer och orienteringar på kylflänsarna. En kylare med en termisk resistans som underskrider 2 K/W vid 30 graders omgivning blir nödvändig,

Detta gäller för stationärtillståndet, när lika mycket värme försvinner som tillförs. Under uppvärmningsförloppet
så är den termiska massan det som avgör; 1,1 kg aluminium har en värmekapacitet av 1000 J/K, så för att värma upp kylaren
50 grader går det åt 50000 J. Säg att man har en förlusteffekt av 100 W i den monterade delen, då tar det 500 sekunder eller nära 10 minuter att värma den till 80 C från rumstemperatur.

Man är tvungen att ta med aspekten att värmen måste hinna lämna det ställe som den alstras i, gör man inte det så kommer t.ex.
effekthalvledare att kunna förstöras även när de sitter på en oändligt stor kylare. De som konstruerar effektkretsar som utsätts för pulsbelastningar bekymrar sig en hel del om sådant, och till vår vägledning publicerar transistortillverkarna gränsvärden för hur stora laster en transistor får utsättas för i form av pulser.

1676639941332.png

Man ser i den övre grafen att en transistor som tål en viss kontinuerlig effekt kan utsättas för ungefär 5 gånger mer när lasten består av korta pulser av 1 ms längd. Detta är begränsningen genom värmeutveckling, men sedan finns en annan begränsning som har med strömtätheten i PN-övergången att göra, "sekundärt genombrott". I den undre grafen begränsas maximal ström och spänning vid 1 ms långa pulser till 10 A och 70 V oavsett hur bra kylningen skulle vara. Jämför man värdena för kontinuerlig last med de för pulsformad last så finner man att transistorn klarar 16 W medeleffekt vid sin högsta tillåtna arbetsspänning, men bara 1,6 W medeleffekt vid 1 ms pulslängd.

Sådant här är mycket svårt att beräkna "för hand", och kan bara göras för ett begränsat antal enkla geometrier. Numera finns det simuleringsprogram och "lathundar" för termisk dimensionering.
 
Last edited:
Det finns på Tradera motstånd för konstlast på 250 W funderar på om
En sån skulle passa till flänsen
 
Det är svårt att säga något om vilken kvalitet som sådana motstånd har.

Erfarenhetsmässigt ska man inte belasta även motstånd av kvalitetsfabrikat med mer än c:a 1/2 märkeffekten även
om kylflänsen är stor. Detta beror på att det uppstår påkänningar inuti chipet genom värmeutvidgning som kan få
motståndselementet att spricka.

Man måste även se till att ytan som motståndet monteras mot är helt plan, och att inga mekaniska påkänningar uppstår i övergången mellan
stripline eller koax och motståndet. Men en last som tål 100-150 W bör gå att ordna till om bara man kan lita på tillverkardata.
 
Det finns två olika försäljare som säljer samma typ av motstånd på 250 W RFR verkar fabrikatet heta
 
Grejen är att jag behöver en konstlast som tål 400 W till pA0fri Slutsteget som jag oxå håller på med.Caddock brukar ha icke induktiva motstånd på 100 W 50 Ohm så om man tar och kopplar två i serie två gånger och sen parrallell kopplar alltihopa så borde man vara tillbaka på 50 Ohm 400 W eller tänker jag fel ?
 
Last edited:
Blir inte det lite dyrt om du ska köpa så många 100 ohms motstånd för att du ska kunna koppla ihop dom
till en konstlast som tål minst 400 watt vid 50 ohm?
motstånd.jpg
I den nedre bilden har jag inte ritat in parallellkopplingen i mitten som finns med i bilden över.
Den spelar ingen roll för den totala resistansen då det inte går någon ström genom den ledaren.
Ibland lägger man dit den ändå då den ger ett viss funktion om ett av 100 ohms motstånden
i serie/parallellkopplingen går sönder och du då får 58 ohm i stället för 66 ohm om den inte finns.

En av svårigheterna i att göra en konstlast för högre effekt är att sprida ut effekten över en tillräckligt
stor kylande yta så att inte någon enskild komponent blir överhettad.

För låga frekvenser är det en aning lättare då du inte har samma svårighet att serie och parallellkoppa utan att
ledningsinduktans ställer till det men på VHF och UHF gäller det att ha koll på hur man monterar motstånden.
 
Det finns nog en viss kapacitans mellan motståndskroppen och underlaget att ta hänsyn till när det blir såpass många enheter. Har för mig att jag mätte nån gång på ett platt "chip" (100 Ω 100 W) mot kylkroppen, det var iaf inte helt försumbart ens vid HF.
 
Back
Top