Cálculo térmico

Electrónica de Potência
Cálculo Térmico

Introdução • A potência dissipada cria aumento de temperatura afectando a fiabilidade do componente/equipamento/sistema (MTBF). • Dispositivos críticos: – Semicondutores (Tjmax de 150 a 175 ⁰C) – Magnéticos • Todos os dispositivos tem uma temperatura máxima de funcionamento seguro, ultrapassando esta pode-se danificar o dispositivo.
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Derating factor • Exemplo, a potencia é máxima até 75⁰C e nula a 175 ⁰ C (derating factor - calcular).

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Derating factor • Para um transístor, a potencia é máx até 30 ⁰ C e nula a 150 ⁰ C (derating factor - calcular).

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Derating factor • Para um triac, a potencia varia consoante a caixa utilizada (derating factor - calcular).

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Modelo térmico • Analogia

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Expressão matemática

• • • • • •

Tj -> temperatura na junção Ta -> temperatura ambiente Pdis -> potência dissipada Rth j-c -> resistência térmica junção-caixa Rth c-s -> resistência térmica caixa-dissipador Rth s-a -> resistência térmica dissipadorambiente
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Perdas versus frequência de comutação • Com o aumento da frequência de operação o valor dos condensadores e das indutâncias diminui mas as perdas aumentam.

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Modos de transferência • Modos de transferência do calor: – condução (através de um meio) – convecção (de uma superfície quente para um fluido em movimento, ar, água, etc) – radiação (electromagnética de IV)

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Materiais • Emissividade de materiais e superfícies.

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Impedância térmica • Impedância Térmica (resistência e capacidade térmica) é de considerar quando se opera em modo pulsado, pois podemos utilizar grandes potencias em tempos muito curtos de modo seguro.

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Impedância térmica • Impedância Térmica BUH50G

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