【HIFIDIY 第十二届DIY大赛】优质晶体管功率放大器的制作

独行剑客

独行剑客

安装两个导热铝块。

独行剑客

检查绝缘性。

独行剑客

给功率管涂硅脂

独行剑客

mxwmke1

我认为，用这种工艺处理功率管的导热方式，相对于功率管+绝缘片直接安装在散热器上的方式，并没有优势，反而增加了安装难度及提高了成本，而且会埋下安全隐患。建议修改功率管的安装工艺。

hsieh_old

mxwmke1 发表于 2017-5-10 20:44
我认为，用这种工艺处理功率管的导热方式，相对于功率管+绝缘片直接安装在散热器上的方式，并没有优势，反 ...

的确，间隙过小要考虑耐压问题。

独行剑客

楼上二位的担心不无道理，但是修改已经不可能了。
因为木已成舟

lin889889

真的有必要那么挖空心思的去想办法降低导热绝缘垫的热阻吗？其实大致计算一下就知道有没有必要了。
如果用廉价且方便使用的导热硅胶片做导热块与散热器之间的绝缘垫，以淘宝的某款0.5mm厚的硅胶片为例，导热系数是3W/m·°C，根据楼主的实际情况可计算出硅胶片的热阻是：  0.0005m÷(0.09m×0.04m)÷3W/m·°C≈0.0463°C/W。假设三只功放管的总功耗为50W，那么硅胶片二面的温差为50W×0.0463°C/W=2.315°C。这说明即使将绝缘垫的热阻降到零，在上述情况下，管子的结温也仅仅降低3°C不到，所以没必要在导热绝缘垫的选择上太过纠结，方便好用加可靠更重要。
另外紧固这些发热元件，请务必加上弹性开口垫圈，否则“热胀冷缩+天长日久+非金属垫圈变形”使发热元件失去紧固力而出现松动现象。

独行剑客

lin889889 发表于 2017-5-11 22:50
真的有必要那么挖空心思的去想办法降低导热绝缘垫的热阻吗？其实大致计算一下就知道有没有必要了。
如果用 ...

lin889889 同学的看法完全正确，而且理由很充分，的确我没有计算过热阻。
事情的经过是这样的，我一直在构思一种千瓦级（1000W+1000W)的功率放大器，打算采用一种特大功率的场效应管FDL100N50F，其功率达2500W，这种功率管一只可以代替一般功率管十几只。但是其安装方式不能像一般功率管那样直接安装绝缘片与散热器相绝缘，那样会造成较大的热阻，不能发挥这种管子的大功率特性，必须用导热块过渡，所以就有了这些导热铝块。正好遇到大赛，就搞了几块来用。

过去我处理大功率管与散热器绝缘方式，都是随便用贴透明胶带的方法，感觉还不错。所以这次处理导热铝块在不经意间也就这么干了，并非刻意为之。

mxwmke1

事实上，功率管的安装都是垫绝缘片直接安装在散热器上，也没有因导热不良而烧毁功率管的例子。不清楚楼主自创这种未经论证的导热方式有什么动机?但肯定地说：这种导热方式有安全隐患，也不会比传统方式优胜。

lin889889

但是其安装方式不能像一般功率管那样直接安装绝缘片与散热器相绝缘，那样会造成较大的热阻，不能发挥这种管子的大功率特性，必须用导热块过渡，所以就有了这些导热铝块。

赞同这种思路。
大多数导热绝缘垫的导热系数与纯铜、纯铝这些高导热材料相比还是相差巨大的，增大导热接触面积是降低热阻的一个有效途径，对于用单对管且功耗也非常大的情况下是个办法。不过现在也有导热系数非常高的绝缘材料可用，比如氮化铝陶瓷，导热系数据称可以高达到200W/m·°C以上，这个数值实际上不会低于我们用于制作散热器的铝合金（铝合金的导热系数明显低于纯铝）。

发烧求败

高手一出手 就知有没有 羡慕会画电路图的朋友 我只会画PCB 不会画电路图 估计参赛无望

超低失真之梦

独行剑客 发表于 2017-5-9 20:22

我发现有个方法可能非常好对于你这样的安装。
你知道碳化硅吗 导热系数490w   可以说是最高的 比铜都好。   有这种碳化硅粉  买46目的。混合到你的硅脂里不用加绝缘直接 铝条压到散热铝块上。用螺丝使劲上。铝比较软。碳化硅非常硬会扎进铝里面这样的结果会使得导热效果和直接铝接触一样。碳化硅一般是不导电的。用这样安装后耐压测试下没问题那将是顶级的导热方式。  楼主可以试试。比你单纯的导热硅脂强太多了 。

当然也可以功率管直接涂这种混合物上上散热器。铜基也是很软的。超高导热的碳化硅充当了散热器和铜基的绝缘导热桥梁。

lin889889

超低失真之梦 发表于 2017-5-13 08:58
我发现有个方法可能非常好对于你这样的安装。
你知道碳化硅吗 导热系数490w   可以说是最高的 比铜都 ...

去定制几片金刚石绝缘片，导热效果更好

独行剑客

mxwmke1 发表于 2017-5-12 22:01
事实上，功率管的安装都是垫绝缘片直接安装在散热器上，也没有因导热不良而烧毁功率管的例子。不清楚楼主自 ...

回版主话，一般来说商品机的设计是很严谨的，而且现有的安装工艺也是成熟可靠的，用不着去冒险搞一些不常见的东西。但是业余爱好者则不同，业余爱好者有时纯粹追求乐趣，要说动机吧，也可以说是向大家提供一种方法，让大家知道“功率管的安装还可以这么干”。DIY机不一定很严谨，不然怎么叫业余爱好呢？

独行剑客

lin889889 发表于 2017-5-12 23:32
赞同这种思路。
大多数导热绝缘垫的导热系数与纯铜、纯铝这些高导热材料相比还是相差巨大的，增大导热接 ...

氮化铝陶瓷有点贵。

独行剑客

发烧求败 发表于 2017-5-13 03:58
高手一出手 就知有没有 羡慕会画电路图的朋友 我只会画PCB 不会画电路图 估计参赛无望

我与你正好相反，不会画PCB板，只能用洞洞板安装。

独行剑客

超低失真之梦 发表于 2017-5-13 08:58
我发现有个方法可能非常好对于你这样的安装。
你知道碳化硅吗 导热系数490w   可以说是最高的 比铜都 ...

对！大家都来出主意，看看还有什么好方法。

独行剑客

lin889889 发表于 2017-5-13 09:41
去定制几片金刚石绝缘片，导热效果更好

这个达到了最高境界。