Czy podkładka termoprzewodząca jest zawsze przydatna między TO220 a radiatorem?

13

Mam wątpliwości co do pochłaniania ciepła, których nie mogłem rozwiązać, surfując po Internecie. Moje wątpliwości pojawiły się podczas montażu pakietu TO220 na radiatorze za pomocą tych brudnych, tanich padów , ale w rzeczywistości ma on dość ogólny zasięg.

Istnieje wiele artykułów na temat porównań między podkładkami przewodzącymi ciepło a smarami termicznymi (i większość twierdzi, że smar jest lepszy pod względem przewodności cieplnej), ale prawie nic nie znalazłem na temat tego, czy podkładka termiczna jest w ogóle potrzebna, gdy nie przejmują się izolacją elektryczną języczka od radiatora .

Wikipedia mówi :

Podkładki termiczne i mieszanka termiczna służą do wypełniania szczelin powietrznych spowodowanych przez niedoskonale płaskie lub gładkie powierzchnie, które powinny stykać się z ciepłem; nie byłyby potrzebne między idealnie płaskimi i gładkimi powierzchniami. Podkładki termiczne są stosunkowo twarde w temperaturze pokojowej, ale stają się miękkie i dobrze wypełniają szczeliny w wyższych temperaturach.

Wydaje się więc, że implikuje to, że podkładka termiczna zawsze dobrze jest umieścić pomiędzy zaczepem TO220 a radiatorem, aby poprawić sprzężenie termiczne. Ale czy to naprawdę tak? Referencje są nieco rzadkie i zwykle koncentrują się na konfiguracjach chłodzenia CPU / GPU.

Ponadto pamiętam, że widziałem niektóre urządzenia, w których TO220 były przymocowane do radiatorów bez smaru termicznego ani podkładek termicznych. Rozumiem, dlaczego unikamy smaru termicznego (bardziej skomplikowana i kosztowna procedura budowy), ale podkładki termiczne są tanie i brudne i nie wymagają większego wysiłku, gdy już trzeba przykręcić / przykręcić metalową podkładkę do radiatora.

Podsumowując: jeśli nie dbam o izolację elektryczną między TO220 a radiatorem i nie chcę używać smaru termicznego, czy umieszczenie podkładki termicznej między nimi jest zawsze przydatne, z punktu widzenia termicznego połączenia?

Lorenzo Donati - Codidact.org
źródło
1
Podkładka termiczna w twojej sytuacji prawdopodobnie nie pogorszy sytuacji. Mógłbyś pomyśleć o podkładce miedzianej, która by wyrównała chropowatość powierzchni.
Autystyczny
@Autystycznie dziękuję za podpowiedź, ale nie jestem zainteresowany zastąpieniem podkładki termicznej czymś lepszym, ale wiedzieć, czy warto ją tam umieścić. Czy lepiej będzie bez podkładki?
Lorenzo Donati - Codidact.org
1
Prawdopodobnie zależy to od tego, ile mocy tracisz z komponentem od tego, czy musisz wziąć pod uwagę te rzeczy.
crowie

Odpowiedzi:

18

Przewodność cieplna suchego i termicznego smaru pokazano tutaj dla pakietu TO-264 (od ON Nota pół-aplikacyjna AN-4166 )

! [wprowadź opis obrazu tutaj

Wygląda na około 0,7 do 1,1 ° C / W w zależności od momentu obrotowego dla montażu na sucho.

Twoje konkretne podkładki termiczne nie mają specyfikacji dotyczących wydajności, więc naprawdę nie możesz być pewien, co zamierzają zrobić. Może są podrobione z nieodpowiedniego materiału. Grubość nie jest nawet określona! Kupowanie takiego produktu jest totalną strzelaniną i nie jest zalecane. Możesz kupić cienkie elektrycznie przewodzące podkładki termiczne z prawdziwymi arkuszami danych za 18 USD / 1000 za pośrednictwem dystrybucji - mają doskonałą wydajność.

Ale w każdym razie, jeśli byłyby tak dobre, jak podkładki silikonowe zastosowane w tej samej notatce aplikacji, wydajność byłaby następująca:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Jak widać, wydajność padów będzie nawet kilkakrotnie gorsza niż na sucho, nawet w przypadku wysokiej jakości podkładek silikonowych . Jeśli są tanie cr * p i pomijają wypełniacz z azotku boru (BN) z gumy silikonowej, aby zaoszczędzić kilka groszy (prawdopodobnie, IMHO), mogą być znacznie, znacznie gorzej.

Uwaga: celowo nie wykorzystałem danych bezpośrednio od producentów podkładek termicznych z dwóch powodów - link prowadzi do nieznanych podkładek o nieznanych właściwościach, a po drugie producenci mają powód, aby określać swoje produkty w taki sposób, aby wyglądały lepiej niż mogą być w praktyce. Wykresy pochodzą z rzeczywistych pomiarów z półprzewodnikami zamontowanymi na radiatorach, a nie z pomiarów materiałów sypkich, i stosują tę samą metodologię dla każdego rodzaju montażu, aby porównania AB były bardziej prawdopodobne.

TL; DR: Nie używaj elektrod ani nie kupuj różnych, które przewodzą ciepło i pochodzą z wysokiej jakości źródła.

Spehro Pefhany
źródło
1
+1; Dzięki! Natychmiast zamierzam przeczytać tę fajną notatkę aplikacji!
Lorenzo Donati - Codidact.org
Wątpliwości co do tych wykresów: czy to możliwe, że popełniły błąd podczas pisania etykiety na osi Y? Jest oznaczony jako Rth (jc), tj. „Połączenie z przypadkiem”. Czy nie powinno to być Rth (ch), tzn. „Obudowa do radiatora”?
Lorenzo Donati - Codidact.org
@LorenzoDonati Myślę, że to połączenie radiatora. To mogą zmierzyć.
Spehro Pefhany
Jeszcze raz dziękuję, również za tę AN. Wiem, że prawdopodobnie kupowałem bzdury, ale wystarczająco dobra jest praca hobbystyczna lub „wyrzucane” projekty szkolne. Niestety, tutaj, we Włoszech, renomowani dystrybutorzy mają tendencję do pobierania znacznie wyższych opłat za swoje towary niż w USA, a także jest dodatkowa opłata VAT w wysokości 22% i minimalne zamówienie ~ 100EUR (chyba że chcesz płacić drogie opłaty pocztowe). Dlatego kupuję od nich tylko te urządzenia, których na dłuższą metę absolutnie potrzebuję.
Lorenzo Donati - Codidact.org
BTW, nie wiem tego o wypełniaczu BN do wkładek termicznych. Czy istnieje prosty test, który może ujawnić, czy jest? Gdybym przeciął jedną z tych podkładek, czy mógłbym zobaczyć coś, co ujawniłoby, czy jest tam to wypełnienie?
Lorenzo Donati - Codidact.org
11

Podkładki, z którymi się łączysz, są podkładkami izolacyjnymi , do użycia, gdy tranzystor musi być elektrycznie izolowany od radiatora.

Jeśli potrzebujesz izolacji, nie możesz się obejść bez niej (lub czegoś podobnego). Dodatkowo potrzebujesz czegoś, aby śruba / śruba nie spowodowała kontaktu elektrycznego.

Jeśli nie potrzebujesz izolacji, lepiej jest bez niej, ale użyj (trochę) smaru termicznego, aby upewnić się, że tranzystor i radiator mają dobry kontakt termiczny.

Wouter van Ooijen
źródło