Calculo de disipador calor para funte dc variable

SISTEMAS DINAMICOS

CALCULO DE DISIPADOR DE CALOR PARA FUENTE REGULABLE DE VOLTAJE DC
PABLO ALEJANDRO DEL HIERRO CALVACHI
Escuela Politécnica del Ejército, Mecatrónica, Quito, Ecuador Departamento de Ciencia de la Energía y Mecánica pabsdelhierro@gmail.com

Abstract−− The importance of heat sinks use in DC fixed sources is a very interesting topic to analyze due to the help that provides tothe heat dissipation that it’s produced when integrated circuits are working. In this document, one will find information about the selection and calculation process in order to choose the right heat sink for fixed voltage source applications based on basic thermal conductance theory and heat transfer process. Moreover, choosing the right heat sink it could be the difference between a nice anexact DC supply source and a totally failure one. Understanding some basics of heat dissipation as long as Fourier’s Law and Newton heat convection Law, it is very simple to get an idea of heat transference between metals and air and how the thermal interactions gets place in a transitory state given initial conditions to the process in analysis. Heat sinks are really necessary in process whenconsiderable power dissipation is in process inside electronic circuits and how to choose the appropriated one it is more than a simple group of equations that an engineering student has to apply. Keywords− Convección, Disipación de calor, Resistencia térmica, Temperatura de Unión, Potencia de Disipación. I. INTRODUCION En la realización de nuestros circuitos electrónicos, muchas veces se pasa por altola disipación de energía térmica que se lleva a cabo en los diferentes elementos que lo conforman. Dentro de esta consideración nos vemos en la obligación de utilizar los conocimientos de la transferencia de calor para el cálculo de un disipador apropiado que sea capaz de ayudar en la disipación de calor a los circuitos electrónicos para su óptimo funcionamiento a plena carga. Es así que en estedocumento se detalla tanto la información teórica y la exposición de resultados para el cálculo de un disipador de calor para un circuito integrado de propiedades conocidas de encapsulado tipo TO-3 utilizado en el diseño de una fuente regulable de 3A de 1,2 a 24V. Mediante la obtención de un cálculo de resistencia térmica se puede proceder a obtener un disipador de calor que exista en el mercadouna vez aplicada la teoría de la ley de ohm térmica, la ley de Fourier y fundamentos básicos de la transferencia de calor como son la conducción y la convección en estado transitorio. El alcance del presente artículo es llegar a la obtención de la resistencia térmica del disipador para el encapsulado descrito anteriormente para así proceder a la selección en el mercado

local y lograr unentendimiento claro de la importancia de estos dispositivos para el correcto funcionamiento de los dispositivos electrónicos utilizados. Además, se pretende presentar resultados gráficos del análisis térmico simulado mediante la ejecución del software SOLIDWORKS en el estado transitorio proporcionado por datos de temperatura obtenidos mediante mediciones en el funcionamiento a plena carga de la fuente devoltaje a utilizar.

II. METODOLOGIA Conducción Térmica La conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en contacto por medio de ondas. El principal parámetro dependiente del material que regulala conducción de calor en los materiales es la conductividad térmica, una propiedad física que mide la capacidad de conducción de calor o capacidad de una substancia de transferir el movimiento cinético de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que está en contacto. La inversa de la conductividad térmica es la resistividad térmica, que es la capacidad de...