В ходе разработки ИОН конечно-же у меня возникал вопрос о его потреблении и его стабильности, в условиях когда небольшой термически-изолированный кусочек текстолита 30мм*30мм нагревается 4-мя стабилитронами. Ведь если всмотреться в даташит внимательно, то видно, что максимально-допустимая температура эксплуатации стабилитронов 70°C, а внутренний нагреватель настроен на температуру 95°C. Это значит, что если теплоизоляция будет чересчур эффективной, стабилитроны выйдут за допустимый режим эксплуатации. Об этом-же косвенно говорят и графики, четко показывающие, что где-то после 80°C им просто на просто срывает крышу.
Поскольку я не являюсь большим специалистом по расчётам распределения тепла, я могу только предполагать, что утечка тепла через “мостики”, ИК излучение и воздушную прослойку будет поддерживать температуру внутри камеры где-то на уровне 50°C-60°C. В этом случае, при напряжении нагревателя 30В, потребление одного нагревателя составит около 10мА.
В этом случае тепловыделение внутри тремобокса составит около полутра Ватт.
Что само по себе – дохуя! Если к примеру сопоставимое с этим тепловыделение OCXO, не оказывает на компоненты платы синтеза времени негативных эффектов, то тепловыделение платы ИОН напротив такие эффекты оказывает на соседние компоненты. К примеру резисторные сборки LT5400 в условиях нагрева значительно ускоряют свое старение, что не есть плюс.
Расчёт суммарного тепло-выделения компонентов вне термобокса показывает куда меньшее тепловыделение, хоть и тоже далеко не нулевое.
Что в сумме дает около 1.9Вт тепла.
По этому я решил отойти от классического концепта пластиковых колпачков закрывающих стабилитроны и изготовить массивный алюминиевый сендвич выполняющий и роль термобокса для стабилитронов и роль теплоотвода от платы.
Его стенки подогнаны так, чтобы компоненты вне термобокса со стабилитронами и обратную сторону платы вне термобокса можно было соединить с металлом через темпо-прокладку. А внутри термобокса тонкая воздушная прослойка в паре с высокими отражающими ИК свойствами у алюминия обеспечит очень эффективную теплоизоляцию.
А внешние его размеры подогнаны для надежного сопряжения через термопасту с стенками ГЛИН и с тепло-выравнивающим кольцом платы.
Сама-же плата несколько дней назад была заказана. Бедняги JLCPCB слегка напряглись от изобилия одновременно предявленных требований, таких как:
- Изготовление на текстолите с высокой температурой стеклования. Для повышения устойчивости материала платы к нагреву.
- 4-х слойка.
- С слотами сложной формы.
- С золочением по подслою никеля(ENIG). Именно такое покрытие на керамическом корпусе стабилитронов, и мне думается, что симметричная термопара [Ni-Au-SnPb-Au-Ni] на контактах стабилитрона и на контактах разъема.(да, он будет применен действительно позолоченный) может дать некоторый выигрыш. А так-же тех-процесс ENIG дает более ровный слой метала, что позволит более эффективно соединить плату и радиатор через термопасту.
- С черной маской. Не уверен, но возможно черная маска будет эффективнее поглощать отраженное от стенок термобокса ИК излучение.
И да… я знаю, что “дрочеры” “nuts-ы” очень бояться массивных и тем-более металлических термобоксов для ИОН, поскольку появляется инерционность старта ИОН и тому подобные предвзятости. Хм… а вот мы с CERN-ом не боимся, и пилим свои поделки с термобоксами изготовленными “bare metall”. Кстати, если идея взлетит, эти-же наработки попробую применить для отдельного ИОН с термостатированием.
Тем не менее, проект этого ИОН все еще содержит для меня ряд “неизвестных”, которые не позволяют мне полностью спрогнозировать его поведение. Но прототипирование должно ответить на все вопросы… 