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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor wird heiss


Autor: Hans Dampf (Gast)
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Ich habe in einem Gerät, das ich in Betrieb nehmen/reparieren soll 
folgendes Problem:
Eine MOSFET IRF540 wird sehr heiss, habe mir fast den Finger verbrannt.
Das Plastikgehäuse hat um 100°C.
Der MOSFET sitzt mit anderen Bauteilen auf einem riesen Kühlkörper mit 3 
Lüftern, 10*20*30cm. Der Kühlkörper selber ist kaum lauwarm.

Was nun?

Autor: mhh (Gast)
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Transistor richtig an-/ nachschrauben. Der Wärmeübergang zum KK 
funktioniert nicht.

Autor: Philipp (Gast)
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Gute Wärmeleiitpaste benutzen

Autor: Fralla (Gast)
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was rinnt den durch? getaktet?

Autor: Hans Dampf (Gast)
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Fralla schrieb:
> was rinnt den durch? getaktet?

Nicht getaktet, rein DC, so 3 bis 5A
Am Transistor fallen so 10V ab.
Verlustleistung also bis 50W!

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hans Dampf (Gast)

>Nicht getaktet, rein DC, so 3 bis 5A
>Am Transistor fallen so 10V ab.
>Verlustleistung also bis 50W!

Na dann lies mal was über Kühlkörper. Aber bei 50W und auch mit 
Kühlkörper wird das Gehäuse sehr heiß, anfassen kann man da nicht mehr.

MFG
Falk

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Der MOSFET sitzt mit anderen Bauteilen auf einem riesen Kühlkörper mit 3
>Lüftern, 10*20*30cm. Der Kühlkörper selber ist kaum lauwarm.

Dann ist der Kühlkörper wahrscheinlich nicht dick genug, um die Wärme 
des MOSFETs vom Kontaktpunkt in die Peripherie abzuleiten. Ein großer 
Kühlkörper bringt dir ja nur etwas, wenn die Wärme auch überall 
hinkommt.

Kai Klaas

Autor: Hans Dampf (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Aber bei 50W und auch mit
> Kühlkörper wird das Gehäuse sehr heiß, anfassen kann man da nicht mehr.

Kann man nicht einen MOSFET im TO247 Gehäuse nehmen?
Würde das helfen?
Gibt es einen Austauschtyp für den IRF540 (N-Channel) und den IRF9540 
(P-Channel) im TO247 Gehäuse?

Autor: Marko B. (glagnar)
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Einfach mal das Datenblatt lesen: IRF540 Rthj-case = 1.76 K/W. Bei 50 W 
also 88 C, +20 C Raumtemperatur = 108 C. Und bei dieser Rechnung wurde 
auch noch ein perfekter Kuehlkoerper vorausgesetzt.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Einfach mal das Datenblatt lesen: IRF540 Rthj-case = 1.76 K/W. Bei 50 W
>also 88 C, +20 C Raumtemperatur = 108 C. Und bei dieser Rechnung wurde
>uch noch ein perfekter Kuehlkoerper vorausgesetzt.

Perfekte Anwort...

Kai Klaas

Autor: Marko B. (glagnar)
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Ein besserer FET waere der IRFP240/250/260 ... je nach gewuenschter 
Reserve.

Autor: Hans Dampf (Gast)
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Kai Klaas schrieb:
>Dann ist der Kühlkörper wahrscheinlich nicht dick genug, um die Wärme
>des MOSFETs vom Kontaktpunkt in die Peripherie abzuleiten. Ein großer
>Kühlkörper bringt dir ja nur etwas, wenn die Wärme auch überall
>hinkommt.

Der Kühlkörper ist voll das fette Teil, das angehängte Bild ist nur 
bedingt ähnlich. Es ist nur auf dem Plastik vom MOSFET so heiss, der 
Kühlkörper ist voll kühl. Kann es sein, das der Transistor innen drin 
irgendwie kaputt ist, und die Wärme nicht mehr zum Kühlkörper leiten 
kann?

Kann mir jemand einen Austauschtyp im TO247 empfehlen?

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Marko B. schrieb:
> Einfach mal das Datenblatt lesen: IRF540 Rthj-case = 1.76 K/W. Bei 50 W
> also 88 C, +20 C Raumtemperatur = 108 C. Und bei dieser Rechnung wurde
> auch noch ein perfekter Kuehlkoerper vorausgesetzt.

Nur hat deine Rechnung den "kleinen" Schönheitsfehler, dass du mit dem 
Finger nicht auf die Junction, sondern auf das Gehäuse patscht, also auf 
die kältere Seite dieses Wärmegradienten. Mit Kühlkörper auf einer 
Seite wird sich das Gehäuse aber nicht ansatzweise gleichmässig 
erwärmen, und die Temperatur auf der vom Kühlkörper abgewandten Seite 
wird sich aus den Daten im Datenblatt nicht wirklich berechnen lassen.

Andreas

Autor: Marko B. (glagnar)
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Andreas:

Schon klar. Sollte ja auch nur verdeutlichen dass es relativ egal ist 
wie gut der FET gekuehlt ist und dass da einfach ein dickerer her muss 
...

Autor: Hans Dampf (Gast)
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Sind die Transistoren IRFP150NPBF und IRFP9140NPBF (im TO247 Gehäuse) 
als Austauschtypen für IRF540 und IRF9540 (TO220 Gehäuse) elektrisch 
gesehen OK?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Naja, wenn das Ding aber bei optimaler Kühlung 130 W umsetzen darf
und du nur 50 W umsetzt, ist doch eigentlich alles im grünen Bereich.
Stört es dich nur ganz persönlich, dass der so heiß wird, oder hast
du Grund zur Annahme, dass das tatsächlich ein Defekt ist?

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Marko B. schrieb:
> Schon klar. Sollte ja auch nur verdeutlichen dass es relativ egal ist
> wie gut der FET gekuehlt ist und dass da einfach ein dickerer her muss

Nicht unbedingt. Mit einem grossen zwangsbelüfteten Kühlkörper sind 
durchaus <1K/W machbar, sonst hätten diverse PCs ein Problem. Der IRF540 
ist spezifiziert bis 175℃, da ist (bei angenommenen 1K/W für den 
Kühlkörper) theoretisch noch Luft bis zu einer Umgebungstemperatur von 
37℃.

Ob man allerdings wirklich bis an die Grenze gehen will muss jeder 
selbst entscheiden ;-)

Andreas

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hmm, was für ein Transistor ist es denn genau?

Wenn ich mir das Datenblatt für einen IRF540N von IR ansehe, dann ist
Rthjc als < 1,15 K/W angegeben.  Gucke ich mir die Datenblätter für
einen IRF540 von ST bei datasheetcatalog.org an, dann bekomme ich,
je nach Datenblatt, 1,5 K/W oder 1,76 K/W angezeigt.

Mit den 1,15 K/W sollten die 50 W kein Thema sein, mit 1,76 K/W ist
es in der Tat grenzwertig.

Autor: Jens G. (jensig)
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Da das Plastikgehäuse des T direkt auf dem Chip bzw. auf dessen 
wärmeerzeugenden Strukturen auf der Oberseite aufliegt mit innigstem 
Kontakt, kannste weitgehend annehmen, daß Markos Rechnung mehr oder 
weniger stimmt. Luftkühlung bewirkt nicht sehr viel an der kleinen 
Fläche des Plastiks. Knapp 100°C wirste dort deshalb trotzdem sehen, 
weil einfach der Chip mit 108°C dahinter glüht.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Jens G. schrieb:
> Knapp 100°C wirste dort deshalb trotzdem sehen,
> weil einfach der Chip mit 108°C dahinter glüht.

Selbst 70 °C empfindet man mit dem Finger schon als sehr heiß.

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