В этой статье представим легкий способ определения необходимой площади радиатора с помощью вспомогательной таблицы.
Важно упомянуть, что данная таблица подходит не только для алюминиевых радиаторов, а также для моделей, изготовленных из алюминиевых сплавов, таких как силумин, дюралюминий и прочие варианты.
Рассмотрим график. На вертикальной оси отображена площадь поверхности радиатора в квадратных сантиметрах, а на горизонтальной – значения рассеиваемой мощности в ваттах. Кроме того, представлены несколько кривых, соответствующих различным уровням температуры перегрева.
Температура перегрева указывает, на сколько градусов увеличится температура радиатора по сравнению с его исходным значением при рассеивании определенной мощности.
Иными словами, если изначальная температура радиатора (до начала нагрева) составляла 20 градусов Цельсия, то при рассеивании определенной мощности эта температура изменится (возрастет) на величину температуры перегрева, к примеру, на 50 градусов Цельсия. Таким образом, конечная температура будет равна 20 + 50, что составляет 70 градусов Цельсия.
Как использовать шпаргалку? Допустим, необходимо определить площадь радиатора для одного канала усилителя с мощностью на выходе 100 Вт. Сначала нужно выяснить, сколько мощности будет выделять усилитель в процессе работы. Для этого требуется знать его коэффициент полезного действия (КПД). Предположим, наш усилитель функционирует в классе AB, тогда его КПД составит примерно 55%. Зная выходную мощность и КПД усилителя, можно рассчитать мощность, которая будет рассеиваться в виде тепла на радиаторе. В первую очередь, необходимо вычислить, сколько мощности усилитель будет забирать из источника питания.
Мощность, потребляемая усилителем, рассчитывается по формуле: (100 Вт / 55 %) * 100% = 181 Вт.
Рассеиваемая мощность определяется как разница между потребляемой мощностью и выходной мощностью.
То есть, рассеиваемая мощность составит: 181 Вт – 100 Вт = 81 Вт.
Для удобства пользователей автор подготовил таблицу, в которой указаны показатели рассеиваемой мощности в зависимости от выходной мощности для различных классов усилителей.
Теперь у нас есть все данные для определения площади радиатора, но сначала нужно выяснить, какая максимальная температура радиатора нам подходит. Установим максимальную температуру радиатора на уровне 70 градусов Цельсия.
Чтобы рассчитать температуру перегрева, следует вычесть из желаемой температуры радиатора (в нашем случае 70 градусов) температуру окружающей среды.
Температура перегрева будет равна: 70 – 30 = 40 градусов Цельсия.
Теперь, воспользовавшись графиком, можно приступить к выбору площади радиатора:
Согласно представленному графику, для того чтобы усилитель класса AB с мощностью 100 Вт мог длительное время функционировать на максимальной выходной мощности при температуре окружающей среды в 30 градусов, не доводя температуру радиатора выше 80 градусов Цельсия, его поверхность должна составлять чуть более 2000 см².
При использовании активного охлаждения (с включением вентилятора или вентиляторов) величина площади радиатора должна быть уменьшена в 2-5 раз, в зависимости от уровня эффективности системы охлаждения.
Для справедливого анализа следует отметить, что приведенный выше метод вычисления площади радиатора усилителей актуален лишь для устройств, работающих на максимальной выходной мощности с синусоидальным сигналом. Однако в действительности аудио усилители не функционируют постоянно на предельной мощности, и характеристики звукового сигнала значительно отличаются от синусоиды (например, музыкальный сигнал обладает значительно большим пиковым фактором, чем у синуса). Поэтому для обычных аудио усилителей (за исключением тех, что работают в классе А) допустимо уменьшение рассчитанного значения площади радиатора в два раза.
