CC BY
23
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
осаждения из паровой фазы (СТЮ). Процесс часто используется в индустрии полупроводников для создания тонких плёнок [3] . Как правило, при процессе СТЮ подложка помещается в пары одного или нескольких веществ, которые, вступая в реакцию и/или разлагаясь, производят на поверхности подложки необходимое вещество. По результатам реакции удалось создать жесткие цепи полимеров, а не скрученные спагетти-подобные нити, как в «нормальных» полимерах. В этом случае на основе сил Ван-дер-Ваальса окислитель течет в камеру вместе с паром мономеров - отдельными молекулярными единицами, которые при окислении соединяются в цепи, создавая основу известных полимеров. Выращивали полимеры на подложках из кремния/стекла, на которые адсорбируются и реагируют окислитель и мономеры, используя уникальный механизм самодиагностики роста технологии СТЮ. Ученный Ванг [4] произвел относительно крупномасштабные образцы, каждый размером два квадратных сантиметра - размером с отпечаток пальца. Поскольку этот образец используется широко, например, в солнечных батареях, органических полевых транзисторах и органических свето-излучающих диодах, то делая этот материал термически проводящим, возможно рассеивать тепло во всей органической электронике.
В Массачусетском технологическом институте измерили теплопроводность каждого образца с использованием теплового отражения во временной области - метод, в котором направляется лазер на образец материала, с тем, чтобы нагреть его поверхность, а затем осуществить контроль падения температуры его поверхности, фиксируя тем самым отражательную способность материала.
Временный профиль распада температуры поверхности связан со скоростью распространения тепла,
из которой возможно вычисление теплопроводности материала. В среднем образцы полимера могли проводить тепло примерно в 10 раз быстрее, чем обычные полимеры.
В Аргоннской национальной лаборатории Цзян и Сюй обнаружили [56], что образцы полимера оказались почти изотропными или однородными. Это говорит о том, что свойства материала, такие как его теплопроводность, также должны быть почти однородными. Следуя этим соображениям, показано, что материал должен одинаково хорошо проводить нагрев во всех направлениях, увеличивая его теп-лорассеивающий потенциал.
В будущем предполагается продолжить изучение фундаментальной физики проводимости полимера, а также оценить способы использования материала в электронике и других продуктах, таких как корпуса для батарей и пленки для печатных плат. Имеется возможность+ напрямую и конформно покрывать этот материал на кремниевых пластинах и разных электронных устройствах, что обеспечивает повышение надежности функционирования как бытовых, так и специальных электронных средств.
Теоретически, если осознать, как работает тепловой транспорт (на основе каких законов функционирует предложенный процесс теплопередачи в неупорядоченных структурах), возможно, получить более высокой коэффициент теплопроводности. Тогда появляется возможность решения широко распространенной проблемы перегрева и обеспечить лучшее тепловое управлениеВариант применения новейших пакетов прикладных программ математического моделирования, несомненно, остается в качестве ведущей для осуществления процесса проектирования бортовой РЭА.
ЛИТЕРАТУРА
1. http://web.mit.edu/ [Электронный ресурс];
2. https://ru.wikipedia.org/wiki [Электронный ресурс];
3. Химическое осаждение из газовой фазы [Электронный ресурс] : Материал из Википедии — свободной энциклопедии : Версия 87931770, сохранённая в 09:52 иТС 29 сентября 2017 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. — Электрон, дан. — Сан-Франциско: Фонд Викимедиа, 2017. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/?oldid=87 9317 7 0;
4. https://www.sciencedaily.com/ [Электронный ресурс];
5. https://elibrary■ru/contents■asp?titleid=27 2 65 [Электронный ресурс].
УДК 621.838
Китаев В.Н., Поль В.В., Афанасьев Р.Л., Петров М.В.
ФГУП «РФЯЦ - ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», Снежинск, Россия
ИНЕРЦИОННЫЙ ДАТЧИК
В статье представлена конструкция и принцип действия инерционного датчика с постоянным магнитом. Рассматриваются результаты оценочного расчета параметров функционирования датчика (по разработанной в программе Ыа^аЬ математической модели). Предлагаются варианты возможной оптимизации магнитной системы датчика для более тонкой настройки параметров его срабатывания, расширения диапазона возможных уставок — пороговых значений ускорений срабатывания и увеличения продолжительности замкнутого состояния контактной системы при ударном воздействии Ключевые слова:
ПОРОГОВЫЙ ИНЕРЦИОННЫЙ ДАТЧИК, ИНЕРЦИОННОЕ ТЕЛО, МАГНИТ, МАГНИТОПРОВОД
В разрабатываемых предприятием изделиях в качестве устройств предохранения применяются пороговые инерционные датчики с контактными системами в «упрочненном» исполнении (ИВ7, ИВ30, ИВ31). Указанные приборы, обеспечивающие безопасность изделия, имеют сложные трудоемкие конструкции и по этой причине не могут рассматриваться в качестве инерционных замыкателей для планируемых к разработке устройств задействования.
Для существенного снижения стоимости инерционного прибора предложена его реализация с использованием ранее созданного технического решения по патенту РФ № 2362233 при проведении работ по одной из тем.
Отличительная особенность технического решения по сравнению с известными аналогами - повы-
по определению времени нахождения прибора в сработанном состоянии при встрече изделия с преградой. Предложены варианты возможной оптимизации прибора, для более тонкой настройки параметров его срабатывания.
Инерционный датчик в предложенном варианте конструкции содержит 3 типоразмера оригинальных деталей (корпус, магнитопровод, магнит), токовы-вод в виде отрезка капилляра из 2 9НК, бронзовые проволочные контакты и инерционное тело в виде шарика.
На инерционный датчик выпущена эскизная КД, по которой изготовлены лабораторные образцы для предварительных испытаний с целью подтверждения заявленных характеристик.
Инерционный датчик замыкает контакт при тор-
шенная надежность при простейшей конструкции и можении изделия от встречи с преградой.
малых габаритах.
В данной статье описаны конструкция и принцип действия малогабаритного инерционного прибора с магнитной системой (постоянный магнит, магнито-провод). Приведены результаты оценочных расчетов
Габаритные размеры инерционного датчика показаны на рисунке 1.
Закрепление инерционного датчика в объекте использования осуществляется тремя винтами М3. Установка инерционного датчика непосредственно
