Bestimmen Sie, ob das Gehäuse ein geeigneter Kühlkörper ist?

Die Verwendung des Gehäuses als Kühlkörper ist eine gängige Methode, es müssen jedoch einige Dinge verstanden werden.

1. Wie Laptop2d erwähnt, ist es schwierig, die thermischen Eigenschaften des Gehäuses zu modellieren, und eine experimentelle Messung kann umsichtig sein.

2. Kühlkörper sind auf den Luftstrom angewiesen, um zu funktionieren. Da diese Platten flach sind, besteht eine gute Chance, dass jemand die Box an etwas Wärmeisoliertes anstößt ... zum Beispiel gegen eine Trockenbauwand zurückschiebt. Wenn dies für etwas Eigenes ist und Sie den Luftstrom steuern können, ist es möglicherweise in Ordnung. Andernfalls müssen Sie der Platte möglicherweise Funktionen hinzufügen, um das Auftreten zu verhindern, und sie so gestalten, dass sie unter diesen Worst-Case-Umständen funktioniert, oder Dinge können ausfallen oder sogar Feuer fangen.

3. Wie heiß wird die Platte werden. Obwohl der Kühlkörper ausreichend sein kann, um Ihre Elektronik am Laufen zu halten, kann sich die Platte selbst sehr heiß anfühlen, sogar heiß genug, um Hautverbrennungen zu verursachen. Es ist wichtig, dass alle Außenflächen auf angemessenen Temperaturen gehalten werden.

4. Die Physik schreibt vor, dass sich die Platte unter Temperatur ausdehnt. Dies kann in einigen Fällen zu unangenehmen mechanischen Nebenwirkungen führen. (verzeihen Sie das Wortspiel...)

Ihre Seitenwände sind klassische Beispiele für die einfachste Form von Heizkörpern - die flache Platte. Einfache Gleichung zur Berechnung des Wärmewiderstands (in W/K) lautet:

$d$- Blechdicke in mm,

$\lambda$- Wärmeleitfähigkeit (237 W/mK für Aluminium),

$S$- Fläche der Platte, in cm$^2$- in Ihrem Fall sollten Sie davon ausgehen, dass nur eine Seite der Platte Wärme abgibt,

$C$- Koeffizient, der von Plattenoberfläche und Positionierung abhängt: 1,0 für horizontale Rohplatte, 0,85 für vertikale Rohplatte, 0,50 für horizontal geschwärzte, 0,43 für vertikal geschwärzte.

Natürlich gibt es, wie immer, wenn wir über Wärmeübertragung sprechen, keine einfache Antwort, da die meisten Gleichungen auf diesem Gebiet empirisch sind. Eine (wahrscheinlich) genauere Lösung finden Sie beispielsweise in diesem Artikel: http://www.heatsinkcalculator.com/blog/how-to-design-a-flat-plate-heat-sink/

Das Problem ist, dass Sie die gesamte Box und die Luft modellieren müssen, um eine vernünftige Zahl dafür zu erhalten, wie viel Wärme das Chassis abführen kann.

Sie können es einfach wie eine unendliche Wärmesenke (bei Raumtemperatur) modellieren und dann den Wärmeübergangskoeffizienten des Gehäuses und den Wärmewiderstand der Wärmeleitpaste oder des Wärmeleitpads verwenden, die Sie in die Box sinken lassen.

Oder wenn viel Wärme abgeführt werden soll, könnte die Box als thermischer Widerstand modelliert werden. Aluminium hat 205,0 W/(m·K), aber das Problem ist, dass die Luft die gesamte Box umgibt. Um dies wirklich zu modellieren, müssten Sie den gesamten Wärmewiderstand an vielen verschiedenen Punkten zusammenfassen, da die Luft eine Wärmeleitfähigkeit von 0,024 hat W/(m·K)

Aus Erfahrung wäre es wahrscheinlich einfacher, einen Widerstand seitlich anzubringen und zu messen.

Das Chassis kann aus thermischer Sicht angemessen sein. Wenn dies der Fall ist, müssen Sie die Geräte möglicherweise elektrisch isolieren. Materialien wie Beta-Aluminiumoxid, Glimmer, Silpad usw. sind Isolatoren für Elektrizität und Wärmeleiter. Die begrenzte Wärmeleitfähigkeit führt zu einem thermischen Nachteil im Vergleich zur direkten Metallverschraubung. Denken Sie daran, dass die energieverschwendenden Halbleiter kapazitiv mit dem Gehäuse gekoppelt sind, obwohl sie elektrisch isoliert sind. Wenn hochfrequente Rechteckwellen beteiligt sind, ist Ihre schöne kleine Aluminiumbox eine gute Antenne und Sie könnten abgestrahlte EMV versagen. Chassis-Kühlkörper waren häufiger bei linearen Schaltungen der alten Schule anzutreffen.