Projekty AVT
Prosty
P
r
o
s
t
y
Prosty
P
r
o
s
t
y
miernik
m
i
e
r
n
i
k
miernik
m
i
e
r
n
i
k
radiatorów
r
a
d
i
a
t
o
r
ó
w
radiatorów
r
a
d
i
a
t
o
r
ó
w
2398
2
3
9
8
2398
2
3
9
8
W poprzednim wydaniu EdW zamie- normalnej pracy, zamykając radiator w prze- A oto bliższe szczegóły. Nietrudno dojść
szczono obszerny artykuł na temat radiato- widzianej dla niego obudowie. Uzyskane do wniosku, że znajomość dokładnej tempe-
rów. Podane tam wiadomości okażą się bar- w ten sposób wyniki będą jak najbardziej ratury złącza nie jest wcale niezbędna. Waż-
dzo pomocne przy dobieraniu rodzaju i wiel- wiarygodne, co jest ważne zwłaszcza w przy- ne jest tylko, by w czasie pracy ta temperatu-
kości radiatora do typowych potrzeb. Do- padkach, gdy z konieczności radiator powi- ra nie przekroczyła katalogowych +150�C.
świadczenie uczy jednak, że nie zawsze moż- nien być jak najmniejszy. Także dokładna znajomość rezystancji ter-
na wszystko obliczyć na papierze. W wielu Układ może wydać się skomplikowany. micznej Rthra czy Rthja nie jest konieczna.
wypadkach są stosowane nietypowe profile, W rzeczywistości zarówno zasada działania, Najważniejsza jest ostateczna informacja, ile
często nieznane są dodatkowe parametry nie- budowa jak i obsługa są bardzo proste i niko- mocy może rozproszyć dany radiator. Jak
zbędne do obliczeń, na przykład wpływ obu- mu nie powinny sprawić trudności. Wykona- wiadomo moc strat tranzystora to iloczyn na-
dowy i braku dobrej wentylacji, i w rezulta- nia tego pożytecznego przyrządu mogą pod- pięcia kolektor-emiter U i prądu kolektora
CE
cie dobór radiatora jest utrudniony. W skraj- jąć się nawet niezbyt zaawansowani elektro- Ic (przy pominięciu prądu i napięcia bazy)
nych przypadkach wielkość radiatora dobie- nicy. A obsługa przyrządu polega na: P= U * Ic
CE
rana jest  superprecyzyjną metodą na oko . - przykręceniu badanego radiatora do W opisywanym układzie prąd kolektora
Przyrząd opisany w tym artykule okaże tranzystora pomiarowego, ma niezmienną wartość (I = 2A), więc moc
C
się znakomitą pomocą przy praktycznym do- - umieszczeniu ich w przewidzianej obu- jest wprost proporcjonalna do napięcia U .
CE
borze radiatora. Z jego pomocą można dowie, Zmieniając napięcie U zmieniamy moc
CE
sprawdzić, czy dany radiator okaże się wy- - odczytaniu mocy, jaką rozprasza dany strat tego tranzystora. Ręczna regulacja tego
starczający do danego zastosowania. Można radiator przy temperaturze złącza +150�C. napięcia (i mocy) byłaby ryzykowna, ponie-
też sprawdzić, jaką moc maksymalną może waż łatwo byłoby przegrzać i uszkodzić tran-
rozproszyć dany radiator. I co najważniejsze, Opis układu zystor pomiarowy. W urządzeniu wprowa-
wszystko to można wykonać w warunkach Uproszczony schemat objaśniający zasa- dzono obwody regulacji, które wykluczają
dę pracy urządzenia jest pokazany na rysun- taką możliwość i jednocześnie pozwalają
Rys. 1 Zasada działania ku 1. W czasie pomiarów w niesamowicie prosty sposób określić moż-
- prąd kolektora (i bazy) liwości radiatora.
tranzystora pomiarowego W pierwszej chwili po włączeniu urządze-
jest niezmienny, nia na tranzystor pomiarowy podane jest du-
- obwody regulacji że napięcie U . W tranzystorze wydziela się
CE
zmieniają napięcie na tym duża moc strat i temperatura złącza rośnie.
tranzystorze, by utrzymać Obwody regulacji dbają o to, by temperatura
temperaturę złącza równą struktury nie przekroczyła +150oC. Wyko-
+150�C, w ostatecznym re- rzystuje się tu zależność napięcia przewodze-
zultacie nia złącza baza-emiter tranzystora pomiaro-
- aktualna moc strat wego od temperatury. Jak wiadomo, przy sta-
w tranzystorze zależy od łym prądzie przewodzenia napięcie na złączu
parametrów radiatora. p-n zmniejsza się o około 2,2mV na każdy
Elektronika dla Wszystkich
15
Projekty AVT
stopień przyrostu temperatury. Układ kontro- Wzrost do tej wartości powoduje zmniejsze- ści prądu. Drugi obwód regulacji z układem
li temperatury sprawdza więc napięcie U nie napięcia na wyjściu wzmacniacza U1B, U1B mierzy napięcie na bazie tranzystora.
BE
tranzystora pomiarowego. Gdy napięcie to a w konsekwencji zmniejszenie napięcia po- Jak widać na rysunku 3, w rzeczywistości
spadnie do wartości charakterystycznej dla dawanego na kolektor tranzystora T3 i mocy mierzy on sumę napięć na rezystorze R6 i na
temperatury +150oC, układ ten powoduje ob- wydzielanej w T3. Dołączony woltomierz złączu baza-emiter T3. Ponieważ podczas
niżenie napięcia U . W rezultacie zmniejsza pozwala odczytać aktualne napięcie na tran- normalnej pracy napięcie na R6 jest utrzymy-
CE
się moc tracona w tranzystorze. Po pewnym zystorze pomiarowym, które po pomnożeniu wane na stałym poziomie przez opisany ob-
czasie ustali się równowaga - obwody regula- przez 2A daje aktualną moc strat T3. wód regulacji, więc napięcie na bazie zależy
cji tak dobiorą napięcie U , by temperatura praktycznie tylko od temperatury. Jeśli pod
CE
złącza tranzystora pomiarowego wynosiła Rys. 2 Schemat blokowy wpływem wzrostu temperatury napięcie na
właśnie +150oC. Dla różnych radiatorów róż- bazie T3 obniży się do poziomu ustawionego
na będzie moc potrzebna do podgrzania ze- za pomocą potencjometru PR1, napięcie na
społu tranzystor-radiator do tej temperatury. wyjściu wzmacniacza operacyjnego U1B za-
Mały radiator z kawałka blachy słabo oddaje cznie się zmniejszać, zmniejszając tym sa-
ciepło do otoczenia. Temperatura tranzystora mym napięcie na bazie T2 a co ważniejsze -
pomiarowego wzrasta szybko - układ regula- napięcie na tranzystorze pomiarowym T3.
cji obniży napięcie U do jakiejś niewielkiej Kondensator C8 dodano ze względu na sta-
CE
wartości. Potężny radiator skutecznie rozpra- bilność. Obwód z tranzystorami D6, T4...T6
sza ciepło - napięcie U ustabilizuje się na został dodany głównie ze względu na właści-
CE
znacznie wyższym poziomie. Ponieważ prąd wości wzmacniacza operacyjnego. Z uwagi
jest ustalony (2A), wystarczy zmierzyć na- na małe napięcie na R6 trzeba było zastoso-
pięcie U , pomnożyć przez 2A i uzyska się wać wzmacniacz operacyjny mogący praco-
CE
aktualną moc strat w watach! I jest to moc wać przy napięciach wejściowych bliskich
strat, jaką może rozproszyć dany radiator ujemnemu napięciu zasilania. Wybór padł na
w konkretnych warunkach pracy bez ryzyka popularną kostkę LM358. Niestety, układ ten
przegrzania struktury. ma nie tylko wejście, ale i wyjście przystoso-
Warto zauważyć, że proces regulacji za- Należy zauważyć, że układ jest cały czas wane do pracy przy niskich napięciach. Na-
chodzi na bieżąco. Przykładowo radiator zasilany jakimś sporym napięciem zasilają- pięcie wyjściowe nie może być natomiast bli-
umieszczony w wolnym powietrzu może cym +Uzas, a przez oba tranzystory T2, T3 skie dodatniego napięcia zasilania. Tymcza-
stracić 22 waty mocy. Po umieszczeniu cały czas płynie prąd 2A. W czasie pomiarów sem, aby zakres regulacji napięcia na tranzy-
w kiepsko wentylowanej obudowie tempera- w obu tranzystorach T2, T3 cały czas wy- storze T3 był jak najszerszy, napięcie na ba-
tura złacza chciałaby rosnąć, ale obwód regu- dziela się duża moc strat równa (+Uzas * zie tranzystora regulacyjnego T2 powinno
lacji nie dopuści do tego. Obniżając napięcie 2A). Przy małych napięciach na T3 (mały ra- wzrastać jak najbliżej dodatniego napięcia
zmniejszy moc strat, by utrzymać temperatu- diatorek lub brak radiatora) prawie cała ta zasilania. Bezpośrednie połączenie wyjścia
rę złącza równą +150oC. Tym samym dołą- moc wydzieli się na tranzystorze regulacyj- U1B z bazą darlingtona T2 nie pozwoliłoby
czony woltomierz pokaże, iż w tej obudowie nym T2. Z tego względu T2 musi być wypo- wykorzystać w pełni dostępnego napięcia
radiator może stracić tylko na przykład sażony w solidny radiator, przynajmniej taki +Uzas, a zakres pomiaru mocy zostałby zau-
12W mocy. Jeśli w czasie pracy radiator zo- jak model pokazany na fotografiach. ważalnie ograniczony. Aby poszerzyć ten za-
stałby odkręcony od tranzystora pomiarowe- Pełny schemat ideowy układu pokazany kres w górę, dodano prościutki układ przesu-
go, układ regulacyjny szybko obniży napię- jest na rysunku 3. Dioda D5, a właściwie wania poziomu napięcia z elementami T4,
cie (utrzymując stałą temperaturę +150�C), układ scalony LM285 1,2V wytwarza napię- D6. A przy okazji dioda LED D6 pełni rolę
a dołączony miernik pozwoli określić dopu- cie wzorcowe dla obwodów regulacji tempe- wskaz
nika - jej świecenie pokazuje, że tem-
szczalną moc strat samego tranzystora, bez ratury i prądu. Zamiast precyzyjnego układu peratura wynosi +150oC i obwód regulacji
radiatora. scalonego w roli D5 można użyć czerwonej zmniejszył napięcie na T3. Brak świecenia
Jak wynika z tego opisu, obsługa przyrzą- (lub lepiej podczerwonej) diody LED, licząc diody D6 wskazuje, że dołączony radiator
du jest banalnie prosta - na dołączonym wol- się z pewnym zmniejszeniem dokładności. jest bardzo duży i maksymalna moc strat nie
tomierzu napięcie będzie zmieniać się na bie- Wzmacniacz operacyjny U1A porównuje na- powoduje jeszcze wzrostu temperatury złą-
żąco. Będzie ono bezpośrednio wskazywać pięcie na rezystorze pomiarowym R6 z na- cza do +150oC. Aby określić właściwości ta-
możliwości dołączonego radiatora. pięciem z potencjometru montażowego PR2. kiego dużego radiatora należy zwiększyć na-
Rysunek 1 pokazuje jedynie ogólną zasa- W czasie normalnej pracy powinno ono wy- pięcie +Uzas aż dioda D6 zapali się, wskazu-
dę działania, natomiast rysunek 2 przedsta- nosić około 0,2V (0,1 * 2A). Takie samo na- jąc dojście do temperatury granicznej.
wia schemat blokowy opisywanego urządze- pięcie trzeba też ustawić na suwaku PR2. Je- Aby obwód przesuwania napięcia z T4,
nia. Tranzystorem pomiarowym jest T3. śli prąd maleje, wzmacniacz U1A zwiększa D6 mógł pracować ekonomicznie, konieczne
Tranzystor T2 pracuje jako regulator napięcia swe napięcie wyjściowe i zwiększając napię- stało się zastosowanie z
ródła prądowego
na tranzystorze pomiarowym. Rezystor R6 cie na bazach T1, T3 powoduje przywrócenie z T5, T6. Prąd kolektora tranzystora T5 jest
(0,1) jest czujnikiem prądu i wraz ze współ- potrzebnej wartości prądu. Tranzystor T1 zo- praktycznie taki sam, jak prąd płynący przez
pracującym wzmacniaczem U1A zapewnia stał dodany ze względu na niewielką wydaj- rezystor R9 i kontrolkę zasilania D7. Dzięki
przepływ przez tranzystor T3 prądu o nie- ność wyjścia wzmacniacza operacyjnego, obecności z
ródła prądowego z niewielkim re-
zmiennej wartości 2A. Wartość tego prądu bowiem w roli tranzystora T3 pracuje  zwy- zystorem R7, napięcie na bazie darlingtona
można ustalić za pomocą PR2. Wzmacniacz kły tranzystor (BD249) a nie darlington. T2 może być bliskie dodatniego napięcia za-
U1B kontroluje temperaturę tranzystora T3 Rezystory R3, R4 wyznaczają wzmocnie- silania (0,1...0,2V).
przez pomiar napięcia na jego bazie. Ze nie U1A. R5 ogranicza moc strat tranzystora W układzie i na płytce drukowanej prze-
wzrostem temperatury napięcie na bazie T1 i maksymalny prąd bazy T3. widziano zasilacz zawierający mostek pro-
zmniejsza się. Potencjometr PR1 pozwala Opisany obwód zawierający R6, U1A, T1 stowniczy (D1-D4) i kondensatory filtrujące
ustawić potrzebną temperaturę (+150oC). dba jedynie o zachowanie jednakowej warto- (C1-C5). Będą one potrzebne tylko wtedy,
Elektronika dla Wszystkich
16
Projekty AVT
gdy użytkownik zechce zasilać układ napię- złączu B-E tranzystora T3 i na R6. Trzeba tu trzeba rozbudować układ, dodać obwody
ciem zmiennym z transformatora, na przy- jednak wyraz
nie podkreślić, że przy zastoso- przełączające i okresowo przez krótki czas
kład z transformatora bezpieczeństwa waniu w obwodzie przesuwania poziomu na- (np. 10ms co 500ms) odłączać normalny ob-
24V lub innego o napięciu zmiennym pięcia żółtej lub zielonej diody D6, a także wód sterujący, a dołączać oddzielny obwód
12...28V i wydajności minimum 2,8A. kondensatora C8, ryzyko takiego zatrzaśnię- pomiarowy, gdzie zastosowane będzie
W większości wypadków układ będzie zasi- cia nie występuje. Jedynie wymiana diody z
ródło prądowe, gwarantujące stały prąd złą-
lany napięciem stałym z posiadanego zasila- D6 na inną, o mniejszym napięciu przewo- cza B-E w czasie pomiaru. Układ będzie bar-
cza (niekoniecznie stabilizowanego) o wy- dzenia, może w skrajnych warunkach (tran- dziej złożony choćby ze względu na ko-
dajności minimum 2A i napięciu 16...40V. zystor pomiarowy bez radiatora) doprowa- nieczność dodania nie tylko przełączników
A teraz fragment tylko dla dociekliwych. dzić do opisanej sytuacji. To jedna uwaga dla i oddzielnego obwodu pomiarowego, ale
W układzie występują dwie pętle regulacji: dociekliwych. także bloku pamięci (np. analogowej) do za-
jedna ma utrzymywać stałą wartość prądu, Wnikliwi Czytelnicy zauważą ponadto, iż pamiętywania wyniku przeprowadzanych
a druga reguluje napięcie na T3, by utrzymać informacja z rysunku 1 o niezmienności prą- okresowo pomiarów. Takie bardziej skom-
w nim temperaturę złącza równą +150oC. Na du I (I = const) nie jest do końca prawdzi- plikowane urządzenie pozwoliłoby określić
B B
pierwszy rzut oka wydaje się, że obie pętle wa. Wprawdzie obwód regulacji z kostką nie tylko maksymalną moc strat danego ra-
pracują zupełnie niezależnie. W zasadzie tak U1A zapewnia stały prąd emitera, jednak jak diatora, ale także określić temperaturę złącza
jest, ale w pewnych przypadkach można się wiadomo wzmocnienie tranzystora może się przy danej mocy strat, mniejszej od maksy-
natknąć na przykrą niespodziankę. Jeśli mia- zmieniać, i trochę zmienia wraz z temperatu- malnej.
nowicie dioda D6 zostałaby zwarta lub zastą- rą. Wobec tego prąd bazy tranzystora T3 też
piona diodą o niższym napięciu przewodze- będzie się zmieniać wraz z temperaturą. Tym Montaż i uruchomienie
nia, pętla regulacji napięcia uniemożliwiłaby samym do wspomnianych zmian napięcia Układ można zmontować na płytce dru-
pracę pętli regulacji prądu. Przy braku radia- bazy (-2,2mV/oC) dodadzą się lub odejmą kowanej pokazanej na rysunku 4. W więk-
tora na T3 możliwe byłoby wtedy tak głębo- zmiany napięcia związane ze zmianami prą- szości przypadków elementy zasilacza (D1-
kie obniżenie napięcia na bazie darlingtona du bazy. Na szczęście w tym układzie nie ma D4, C1-C5) nie będą montowane, a zazna-
T2, że spowodowałoby jego całkowite zatka- to żadnego praktycznego znaczenia, ponie- czoną część płytki można obciąć. Kondensa-
nie. Nie mógłby płynąć odpowiedni prąd waż istotna jest jedynie informacja o napię- tory C6 i C7 są wtedy niezbędne i to one bę-
(2A). Czyli napięcie na bazie T3 dodatkowo ciu na bazie przy temperaturze +150oC. Jeśli dą filtrować obwód zasilania. Kto chce
obniżyłoby się. A wzmacniacz U1B zinter- natomiast ktoś chciałby mierzyć dodatkowo zmontować zasilacz, może w ostateczności
pretowałby to obniżenie napięcia jako... napięcie U tranzystora T3, by tym sposo- zastosować diody o prądzie 1A, np. popular-
BE
gwałtowny wzrost temperatury złącza i tym bem na bieżąco mierzyć temperaturę, mu- ne 1N400X. Co prawda będą pracować przy
bardziej starał się utrzymać T3 w stanie za- siałby uwzględnić wspomniane zmiany wy- maksymalnym dopuszczalnym prądzie, ale
tkania. Wzmacniacz U1A bezskutecznie wołane zależnością wzmocnienia prądowe- ponieważ przyrząd będzie wykorzystywany
zwiększałby napięcie na bazach T1 i T3. go tranzystora i prądu bazy od temperatury. jedynie okresowo, można dopuścić taką sytu-
Zwiększanie prądu bazy T3, ograniczonego Na marginesie można nadmienić, że w lite- ację. W praktyce nie trzeba montować wszy-
przez R5, nie rozwiązałoby problemu. raturze można znalez
ć wzmianki o takim stkich kondensatorów C1-C5. W zasadzie
Możliwość takiej  wpadki wynika z za- sposobie pomiaru temperatury złącza w cza- wystarczy pojemność około 4700�F, co moż-
stosowanego prostego rozwiązania układo- sie pracy. Ze względu na zmiany wzmocnie- na osiągnąć stosując jeden kondensator
wego - pomiaru sumy spadków napięć na nia tranzystora z temperaturą, prosty sposób 4700uF lub pięć kondensatorów 1000�F. Ich
zastosowany w prezentowanym układzie napięcie pracy niekoniecznie musi wynosić
Rys. 3 Schemat ideowy może się okazać za mało dokładny. Wtedy 40V, jak podano w wykazie elementów.
Elektronika dla Wszystkich
17
Projekty AVT
Można zastosować kondensatory na napię-
cie 25V, dbając póz
niej, by wyprostowane
napięcie nie było większe. Zastosowanie
kondensatorów o napięciu 40V (i napięcia
+Uzas równego 40V) pozwoli natomiast
badać potężne radiatory przy mocach traco-
nych do 75W.
Montaż elementów na płytce jest kla-
syczny i nie powinien sprawić trudności.
Tranzystory T2 i T3 powinny być dołączo-
ne za pomocą przewodów. Przewody do T2
powinny być możliwie krótkie, natomiast
do T3 powinny być zdecydowanie dłuższe,
by bez kłopotów można było umieścić tran-
zystor z badanym radiatorem w przewidzia-
nej obudowie. Chodzi tu o obudowę, w której Rys. 4 Schemat montażowy
będzie pracował badany radiator, a nie obu-
dowę dla opisywanego właśnie miernika ra- i wtedy skorygować ustawienie PR2, by uzy- wie TO-220. Tranzystor T2 ma odpowiedzial-
diatorów. Jak pokazują fotografie, do prezen- skać prąd równy dokładnie 2,0A. ne zadanie i w skrajnych warunkach musi od-
towanego urządzenia nie przewidziano obu- Następnie należy powoli zmniejszać napię- prowadzić duże ilości ciepła (kilkadziesiąt
dowy. Po pierwsze miernik radiatorów bę- cie na suwaku PR1. W pewnej chwili napięcie watów). Dlatego użycie w roli T2 tranzystora
dzie wykorzystywany jedynie co jakiś czas, na woltomierzu dołączonym do T3 zacznie ro- (darlingtona) w obudowie SOT-93 z potęż-
więc można potraktować go jako warsztato- snąć. Tranzystor T3 i radiator będą coraz bar- nym radiatorem jest wręcz konieczne.
wą przystawkę. Po drugie, co znacznie waż- dziej gorące. Jak wspomniano wcześniej, po- Natomiast w roli tranzystora pomiarowe-
niejsze, tranzystor regulacyjny T2 musi być tencjometr PR1 w istocie służy do regulacji go T3 może być zastosowany tranzystor mo-
wyposażony w duży radiator. Umieszczenie temperatury złącza. I właśnie zmniejszając cy (ale nie darlington) w obudowie TO-220.
tego radiatora w obudowie znacznie pogor- stopniowo napięcie na suwaku PR1 należy Może to nawet być korzystne. Przecież takie
szy jego możliwości, dlatego pozostawienie ustawić temperaturę złącza równą +150oC. tranzystory są najczęściej stosowane w prak-
go na wolnym powietrzu jest jak najbardziej Dokładne określenie tej temperatury nie jest tyce, a więc pomiary mogą być jeszcze bliż-
pożądane. łatwe, ale całkowicie wystarczy sposób z kro- sze rzeczywistości. Nie znaczy to, że w roli
Układ zmontowany ze sprawnych elemen- plą wody. Po prostu na radiatorze, w miejscu T3 warto zastosować jakikolwiek tranzystor
tów nie powinien sprawiać żadnych kłopo- przykręcenia tranzystora należy umieścić kro- w obudowie TO-220. Trzeba wziąć pod
tów. Ponieważ układ pracuje przy sporym pelkę wody. Przy powolnym obniżaniu napię- uwagę duży rozrzut wartości Rthjc takich
prądzie 2A, przed pierwszym włączeniem go- cia z PR1 nastąpi moment, gdy kropelka za- tranzystorów w zakresie 1,2...4K/W. Użycie
towego urządzenia warto wstępnie ustawić cznie się gotować i szybko wyparuje. Należy tranzystora mającego Rthjc = 4K/W mijało-
napięcia na suwakach potencjometrów. Przy nanieść następną kropelkę i obserwować, jak by się z celem i praktycznie uniemożliwia-
odłączonym tranzystorze T2 należy zasilić szybko wyparuje. Jeśli dopiero po chwili, to łoby pomiar radiatorów przy mocach traco-
układ niewysokim napięciem stałym znaczy, że temperatura niewiele przekracza nych powyżej 20W. Dlatego zastosowanie
(12...16V) i ustawić na suwaku potencjome- 100oC. Należy wiec jeszcze trochę obniżyć tranzystora T3 o małej rezystancji Rthjc, wy-
tru PR2 napięcie równe 0,2V, a na suwaku napięcie z PR1, by mała kropelka umieszczo- noszącej 0,8...1K/W, także i w tym wypadku
PR1 napięcie maksymalne, czyli około 1,25V. na w miejscu styku radiatora z tranzystorem ma głębokie uzasadnienie. I jeszcze sprawa,
Następnie należy dołączyć T2 i wyposa- natychmiast wyparowała (z lekkim sykiem). miejmy nadzieję, oczywista - nie można tak
żyć go w solidny radiator. Będzie to oznaczało, że temperatura w tym po prostu wymieniać tranzystorów pomiaro-
Pierwsze  gorące uruchomienie kom- miejscu wynosi około +120o...130oC. Uwzglę- wych w zależności od przewidywanego za-
pletnego układu warto przeprowadzić przy dniając rezystancję termiczną Rthjc i Rthcr stosowania. Trzeba liczyć się z rozrzutem
wykorzystaniu zasilacza 12...16V o wydaj- można uznać, że temperatura złącza wyniesie parametrów, wskutek czego napięcie bazy
ności co najmniej 2A. Do tranzystora pomia- mniej więcej +140o...150oC. Taka uproszczo- odpowiadające w jednym tranzystorze tem-
rowego T3 należy przykręcić niewielki ka- na procedura regulacji z kropelką wody jest peraturze +150oC, w innym będzie odpowia-
wałek blachy aluminiowej lub miedzianej całkowicie wystarczająca i nie trzeba szukać dać znacząco innej temperaturze. Każda wy-
(mosiężnej) o wymiarach 4x4cm, koniecznie żadnych innych sposobów ustawienia tempe- miana tranzystora T3 wymaga ponownej re-
stosując pastę silikonową, a następnie dołą- ratury złącza. Warunkiem jest jednak użycie gulacji PR1, czyli ustawienia temperatury
czyć woltomierz między jego emiter i kolek- podczas regulacji niewielkiego blaszanego ra- w granicach +150oC opisaną  metodą kro-
tor. Po włączeniu zasilania powinna zaświe- diatora o wymiarach około 4x4cm. Nie zaleca pelkową .
cić się dioda D6, sygnalizująca osiągnięcie się przeprowadzać regulacji temperatury bez
temperatury +150oC. Woltomierz dołączony radiatora, bo w przypadku istotnego błędu Pomiary
do tranzystora T1 powinien wskazać niewiel- może się to skończyć uszkodzeniem tranzy- Jak wynika z wcześniejszego opisu po-
kie napięcie rzędu 0,8...2V. Oczywiście tran- stora T3. miar polega na
zystor nie będzie tak gorący, a wskazanie wy- Po wyregulowaniu, najpierw prądu kolek- - dołączeniu badanego radiatora
nika z ustawienia PR1 na maksymalne napię- tora T3, potem temperatury, urządzenie jest - umieszczeniu w przewidzianym miejscu
cie. Jednak przez tranzystory powinien pły- gotowe do pracy. pracy (obudowie)
nąć przepisany prąd. Jego wartość będzie W układzie modelowym użyto tranzysto- - włączeniu zasilania +Uzas (zalecane
zbliżona do 2A, bo wcześniej ustawiono rów T2, T3 w obudowie SOT-93. Rezystancja 16...24V)
0,2V na suwaku PR2, ale warto dokładniej termiczna Rthjc takich tranzystorów wynosi -odczekaniu aż zapali się diada D6 i wska-
ustawić prąd. Najlepiej włączyć ampero- 0,8...1K/W. Nie zaleca się zamiany T2 na zania woltomierza się ustalą
mierz między kolektorem T3 a emiterem T2 tranzystor w popularnej, mniejszej w obudo- - odczytania napięcia i pomnożenia przez 2A.
Elektronika dla Wszystkich
18
Projekty AVT
Tak określona moc jest maksymalną mocą Mając wartość Rthra bez trudu można obli-
Wykaz elementów
strat P, jaką może rozproszyć zestaw tranzy- czyć, jaką moc rozproszy ten radiator z tranzy-
stor-radiator w danych warunkach. Taka in- storem o innej wartości Rthjc i przy założo- Rezystory
formacja najczęściej w zupełności wystarczy. nej innej, wyższej temperaturze otoczenia.
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3k&!
R
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3
,
3
k
&!
Dla bezpieczeństwa warto przyjąć, że w rze- Uwaga! Do badania małych i średnich ra-
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3k&!
R
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3
k
&!
czywistości radiator ten powinien być obcią- diatorów całkowicie wystarczy napięcie zasi-
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&!
R
3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
k
&!
żony mniejszą mocą, wynoszącą 50...70% lające (stałe) w granicach 16...20V. Jeśli jed-
R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220k&!
R
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
2
0
k
&!
tak obliczonej. Taka rezerwa uwzględni za- nak po dołączeniu większego radiatora i włą-
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470&!2W
R
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4
7
0
&!
2
W
równo inną rezystancję Rthjc odmiennego ty- czeniu zasilania dioda D5 nie zaświeci się
R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,1&!5W
R
6
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
0
,
1
&!
5
W
pu tranzystora, jak i pogorszenie warunków nawet po dłuższym czasie a napięcie na wol-
R7,R8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51&!
R
7
,
R
8
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
5
1
&!
chłodzenia. A jak wspomniano w artykule tomierzu nie spada, to znaczy, że badany du-
R
9
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
9
,
1
k
&!
sprzed miesiąca, dla zwiększenia niezawod- ży radiator może stracić więcej mocy, niż ak- R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9,1k&!
ności warto pracować przy jeszcze mniejszej tualnie doń doprowadzono. Aby sprawdzić
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20k&! helitrim
P
R
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
0
k
&!
h
e
l
i
t
r
i
m
mocy, by temperatura złącza była jeszcze moc maksymalną takiego dużego radiatora,
PR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2k&! helitrim
P
R
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
,
2
k
&!
h
e
l
i
t
r
i
m
niższa. należy po prostu zwiększyć napięcie +Uzas.
Po wykonaniu opisanego przyrządu warto Maksymalne napięcie zasilające +Uzas jest
Kondensatory
sprawdzić w ten sposób posiadane radiatory, ograniczone głównie napięciem pracy kon-
C1-C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2200�F/40V
C
1
C
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
2
2
0
0
�
F
/
4
0
V
w tym także radiatory z wentylatorkiem, sto- densatorów elektrolitycznych, w tym C7. Nie
C6,C8 . . . . . . . . . . . . . . . .100nF 63V foliowy
C
6
,
C
8
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
0
n
F
6
3
V
f
o
l
i
o
w
y
sowane do chłodzenia procesorów kompute- powinno być wyższe niż 40V. Układ scalony
C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100�F/40V
C
7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1
0
0
�
F
/
4
0
V
rowych. Jak się okaże, te niewielkie zestawy U1 typu LM358 według katalogu ma maksy-
mają zadziwiająco dobre możliwości odpro- malne napięcie zasilania 36V, ale nie powin-
wadzania ciepła. Warto też samemu spraw- na mu w żaden sposób zaszkodzić krótko- Półprzewodniki
dzić, ile naprawdę warte są najprostsze radia- trwała praca przy napięciu 40V. D1-D4 . . . . . . . . . . . . . . . . .dowolna dioda 2A
D
1
D
4
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
d
o
w
o
l
n
a
d
i
o
d
a
2
A
tory z blachy. Okaże się, że w wielu wypad- Ze względu na straty mocy w tranzystorze
D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM385 1,2V
D
5
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
L
M
3
8
5
1
,
2
V
kach do chłodzenia całkowicie wystarczy T2, występujace przy badaniu małych radia-
D6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED żółta
D
6
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
L
E
D
ż
ó
ł
t
a
niewielki kawałek blachy aluminiowej o gru- torów, zaleca się przeprowadzać wstępne po-
D7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED zielona
D
7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
L
E
D
z
i
e
l
o
n
a
bości 1,5...2mm. miary przy napięciu zasilającym 16...20V,
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .BD139 lub podobny
T
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
D
1
3
9
l
u
b
p
o
d
o
b
n
y
Kto chciałby dokładniej określić parame- a jedynie przy większych radiatorach zwięk-
T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BDW83C
T
2
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
D
W
8
3
C
try badanego radiatora, może obliczyć jego szać napięcie, nawet do 40V.
T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BD249B
T
3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
D
2
4
9
B
rezystancje Rthra w danych warunkach. Zna- Inne uwagi. W czasie pomiarów radiato-
T4-T6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC557
T
4
T
6
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
B
C
5
5
7
jąc różnicę temperatur Tj - Tamb można obli- ry tranzystorów T2 i T3 mogą mieć wysokie
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM358
U
1
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
L
M
3
5
8
czyć całkowitą rezystancję termiczną Rthja temperatury, znacznie przekraczające
Rthja = (Tj - Tamb) / P +100oC. Podczas prób należy więc zachować
gdzie Tj = 150oC, Tamb - aktualna tempe- daleko idącą ostrożność, by nie ulec przy- * radiator dla tranzystora T2 (wchodzi w skład
*
r
a
d
i
a
t
o
r
d
l
a
t
r
a
n
z
y
s
t
o
r
a
T
2
(
w
c
h
o
d
z
i
w
s
k
ł
a
d
ratura otoczenia, P - moc określona za pomo- krym poparzeniom. Przy większych napię-
kitu)
k
i
t
u
)
cą opisywanego przyrządu. ciach zasilania, powyżej 20V, warto rozwa-
* płytka drukowana wg rysunku 4
*
p
ł
y
t
k
a
d
r
u
k
o
w
a
n
a
w
g
r
y
s
u
n
k
u
4
Znając Rthjc tranzystora pomiarowego żyć możliwość dodatkowego chłodzenia ra-
i przyjmując Rthcr można obliczyć Rthra ba- diatora T2 za pomocą wentylatora. Oczywi-
Uwaga! Elementy D1-D4, C1-C5 nie wchodzą
U
w
a
g
a
!
E
l
e
m
e
n
t
y
D
1
D
4
,
C
1
C
5
n
i
e
w
c
h
o
d
z
ą
danego radiatora ście taki wentylator nie powinien chłodzić
w skład kitu AVT-2398.
w
s
k
ł
a
d
k
i
t
u
A
V
T
2
3
9
8
.
Rthra = Rthja - (Rthjc + Rthcr) badanego radiatora, który ma mieć warunki
Przy montażu tranzystora pomiarowego pracy dokładnie takie, jak w przewidywanym
BD249 z użyciem smaru silikonowego moż- układzie pracy.
Komplet podzespołów z płytką jest
na przyjąć, że Piotr Górecki
dostępny w sieci handlowej AVT jako
Rthjc+Rthcr = 1...1,1K/W Zbigniew Orłowski
kit szkolny AVT-2398
REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA � REKLAMA
Elektronika dla Wszystkich
19