CC BY
18
3. Авиационные правила АП-33. Нормы летной годности двигателей воздушных судов [Текст]. - «АВАИЗ-ДАТ», 2012. - 78 с.
4. Doc 10047. Руководство по организации контроля за обеспечением авиационной безопасности. Создание государственной системы контроля за обеспечением авиационной безопасности и управление этой системой. Изд 1-е [Текст] / Международная организация гражданской авиации. - 2015. - с. 72.
5. Airworthiness Directive No.: 2017-0144. ATA 30 - Ice and Rain Protection - Horizontal Stabilizer De-Icing Boots - Inspection / Replacement Aircraft Flight Manual - Amendment. - Effective Date. 2017-09-23. - 4 с.
6. Гурьянов, А. И. Разработка установки, имитирующей атмосферный дождь для сертификации авиационных двигателей [Текст]/ Гурьянов А. И., Гурьянова М. М., Калинина К. Л. // Информационное общество - будущее человечества в III тысячелетии: сборник статей Международной научно-практической конференции (14 февраля 2018 г., г. Москва). - М.: ИМПУЛЬС. - 2018. - С.434 - 437.
7. Калинина, К. Л. Разработка и исследование устройства для имитации атмосферного дождя при проведении сертификационных испытаний авиационных двигателей [Текст] / К. Л. Калинина, А. И. Гурьянов // Тезисы 15-й Международной конференции «Авиация и космонавтика - 2016». - Москва, МАИ. -2016. - С. 276 - 278.
УДК 62-71
Каримов И.И. г Тюрина Л.А.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С КОНДУКТИВНЫМ ОТВОДОМ ТЕПЛА
Импульсные источники электропитания имеют следующие основные достоинства: высокий коэффициент полезного действия, малые габариты и масса, высокая удельная мощность. Всеми перечисленными свойствами эти источники питания обладают благодаря применению ключевого режима при работе силовых элементов. Малые потери в силовых ключах приводят к уменьшению количества охлаждающих радиаторов или к их полному исключению.
Улучшение массогабаритных характеристик источника питания обусловлено тем, что из схемы источника питания исключается силовой трансформатор, работающий на частоте 50 Гц. Вместо него в схему вводится высокочастотный трансформатор или дроссель, габариты и масса которых намного меньше, чем у низкочастотного силового трансформатора.
Как пример, рассмотрим источник электропитания с кондуктивным отводом тепла, содержащий печатную плату с установленными на ней электронными компонентами, модули вторичного питания, каждый из которых имеет теплоотводящую пластину. Отличается тем, что модули вторичного питания присоединены через теплоотводящие пластины к стенке корпуса электронного блока, обеспечивая прямой тепловой контакт источника с корпусом блока. Присоединение модулей вторичного питания через теплоотводящие пластины к стенке корпуса блока повышает допустимое тепловыделение источника и позволяет установить в нем более мощные модули вторичного питания. Кроме того, присоединение модулей вторичного питания к стенке блока значительно упрощает конструкцию источника электропитания, повышает его надежность и уменьшает стоимость. Такой источник электропитания с кон-дуктивным отводом тепла относится к области радиоэлектроники, в частности, к источникам электропитания аппаратуры, установленной в электронных блоках с кондуктивным отводом тепла.
Источник электропитания содержит печатную плату с установленными на ней электронными компонентами, модули вторичного питания с теплоот-водящими пластинами, два теплоотводящих узла с клиновыми прижимами и плату-радиатор, к которой присоединены через теплоотводящие пластины модули вторичного питания и два теплоотводящих узла для отвода тепла на корпус блока. При этом корпус блока за счет теплового контакта с теп-лоотводящими узлами служит радиатором для тепловыделяющих электронных компонентов источника. Этот источник электропитания имеет недостатки:
1 теплоотводящие узлы источника имеют недостаточную теплоотводящую поверхность и не позволяют применять в нем более мощные модули вторичного питания;
2 сложная конструкция источника уменьшает его надежность и увеличивает его стоимость.
Сущность рассматриваемого источника электропитания с кондуктивным отводом тепла заключается в том, что он содержит печатную плату с элек-
тронными компонентами и модули вторичного питания с теплоотводящими пластинами. Отличается тем, что модули вторичного питания через тепло-отводящие пластины присоединены к стенке корпуса блока, обеспечивая тепловой контакт источника с корпусом блока. Теплоотводящие пластины могут быть присоединены к стенке корпуса блока, например, через имеющиеся в них крепежные отверстия.
Присоединение модулей вторичного питания через теплоотводящие пластины к стенке корпуса блока повышает допустимое тепловыделение источника и позволяет установить в нем более мощные модули вторичного питания. Кроме того, присоединение модулей вторичного питания к стенке блока значительно упрощает конструкцию источника электропитания, повышает его надежность и уменьшает стоимость.
Сущность такого источника электропитания с кондуктивным отводом тепла поясняется чертежом на рисунке 1.
Рисунок 1 - Источник электропитания с кондуктивным отводом тепла
Источник содержит печатную плату 1 с электронными компонентами, модули вторичного питания 2, каждый из которых имеет теплоотводящую пла-
стину 3 с крепежными отверстиями 4. Модули вторичного питания 2 через теплоотводящую пластину 3 присоединены к стенке 5 корпуса блока. Это увеличивает отвод тепла от модулей вторичного питания 2 на стенку 5 корпуса блока, так как площадь теплоотводящей пластины модулей превышает площадь передачи тепла теплоотводящих узлов с клиновыми прижимами.
Кроме того, присоединение модулей вторичного питания 2 через теплоотводящую пластину 3 к стенке 5 корпуса блока исключает использование в источнике электропитания дорогостоящих платы-радиатора и теплоотводящих узлов с клиновыми прижимами, что упрощает конструкцию источника, повышает его надежность и уменьшает его стоимость не менее, чем на 20 процентов.
В большинстве известных схем импульсных преобразователей катушка работает с постоянным под-
магничиванием — то есть через нее течет не переменный ток, а пульсирующий с постоянной составляющей, поэтому, чтобы не происходило намагничивания сердечника, его собирают с диэлектрическим зазором (между половинками сердечника прокладывают полоску бумаги или любого другого немагнитного материала толщиной 0,1...0,5 мм). От этого индуктивность катушки слегка уменьшится, и резко уменьшится опасность критического намагничивания.
Импульсные источники питания широко используются благодаря своим преимуществам в габаритных размерах, весе, стоимости, коэффициенте полезного действия и общей эффективности. В результате высокой производительности, импульсные источники питания используются почти во всех задачах и обеспечивают эффективный источник питания для большинства видов электронных систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Семьян А.П. 500 схем для радиолюбителей. Источники питания. СПб наука и техника, 2015
2. Гвоздицкий И.А. Источник питания повышенной мощности. Радио. 2012 №4
3. Кашкаров А.П. Оригинальные конструкции источников питания. ДМК, Москва 2010
УДК 661.6
Каримов И.И. , Тюрина Л.А.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»
ПЛАСТИКОВЫЙ ИЗОЛЯТОР КАК ТЕПЛОПРОВОДНЫЙ МАТЕРИАЛ
Пластмасса - не только превосходный электрический изолятор, но и хороший теплоизолятор, она эффективно задерживает тепло - качество, которое часто используется в быту. Традиционные полимеры являются электрически и теплоизолирующими. Но разнообразие требований к изделиям в некоторых случаях требует наличия у пластмассы противоположных, а именно теплопроводных свойств, наличие которых позволит использовать пластиковые корпуса электронной аппаратуры в виде радиаторов, охлаждающих работающую аппаратуру, спасая последнюю от перегрева. Имея свойство теплопроводности, например, у пластмассового корпуса ноутбука можно будет не опасаться его перегрева.
В настоящее время инженеры в Массачусетском технологическом институте превращает пластиковый изолятор в проводник тепла, защищая от перегрева ноутбуки, мобильные телефоны и другую электронику. Они разработали легкий и гибкий полимерный теплоотвод - пластиковый материал, который конструктивно работает как теплопровод, отводя и рассеивая тепло, а не изолируя его. Новые полимеры по теплопроводности в десятки раз превосходят большинство коммерчески используемых полимеров.
Наравне с тем, что открытие и разработка электропроводящих полимеров привели к появлению новых электронных приложений, таких как, гибкие дисплеи, носимые биосенсоры и др. Новый полимер обладает высоким электрическим сопротивлением и, оставаясь изолятором, имеет хорошую теплопроводность, что позволяет эффективно отводить тепло.
Это новое свойство пластмассы позволит в дальнейшем превратить полимеры в тепловые проводники следующего поколения для расширенных применений в области теплового регулирования, что позволит создать альтернативу автономному охлаждению существующих корпусов электроники на основе металлических электрически проводящих материалов.
Если рассмотреть микроструктуру среднего полимера, то не трудно понять, почему тепловые зоны материала так легко нагреваются. На микроскопическом уровне полимеры изготавливают из длинных цепей мономеров или молекулярных единиц, соединенных между собой. Эти цепи часто запутываются в спагетти-подобном шаре (рис.1).
Теплоносители с трудом перемещаются через этот хаотичный беспорядок и, как правило, попадают в ловушку внутри полимерных рычагов и узлов. Это препятствует отводу тепла.
Для того, чтобы превратить эти природные теп-лоизоляторы в проводники было предложено со-здатьь уникальное сочетание свойств, поскольку
они являются легкими, гибкими и химически инертными. Полимеры также являются электрическими изоляторами, что позволяет использовать их для предотвращения короткого замыкания электронных устройств, помещенных в подобные корпуса.
Рисунок 1 - Тепловая зона увеличенной структуры полимера
В последние годы в нескольких группах были сконструированы полимерные проводники тепла, в том числе группа Чена [1], которая в 2010 году изобрела метод создания «ультрадисперсных нано-волокон» из стандартного образца полиэтилена. Эта техника растягивала беспорядочные, неупорядоченные полимеры в сверхтонкие упорядоченные цепи - очень похожие на распутывание праздничных гирлянд. Было обнаружено, что полученные цепи позволили теплу легко проскальзывать вдоль и через материал и что полимер проводил в 300 раз больше тепла по сравнению с обычными пластиками. Но при этом проводник с изоляцией мог рассеивать тепло в одном направлении по всей длине каждой полимерной цепи. Тепло не могло перемещаться между полимерными цепями из-за слабых сил Ван-дер-Ваальса - явление, которое по существу привлекает две или более молекул, близких друг к другу [2].
Множество исследований позволило создать полимеры с высокой анизотропной теплопроводностью за счет создания как внутримолекулярных, так и межмолекулярных сил, т.е. создать метод, который обеспечит эффективный перенос тепла не только вдоль, но и и между полимерными цепями. В конечном итоге был изготовлен теплопроводящий полимер, известный как политиофен, тип конъюгирован-ного полимера, который обычно используется во многих электронных устройствах.
Рассеяние тепла по всем направлениям
Новый теплопроводящий полимер был создан на основе использования окислительно-химического
