Guten Abend zusammen, für ein 5V, 4A Netzgerät verwende ich als Spannungsregler einen LM338 im TO-3 Gehäuse. Ich bekomme eigangsseitig eine Spannung ca. 8,5V herein bei einem max. Strom von 4A. Letzendlich würde das bedeuten er würde ca. 14W an Wärmeleistung verbraten (8,5V-5V) * 4A Ohne Kühlkörper würde er maximal 2,7W ertragen können Pmax_o_k = (Tj - Tu) / Ju = (150° - 30°) / 35 K/W = 2,71W Kühlkörperdimesionierung: Rth_kühlk = (Tj - Tu) / Pv - JC = (150° - 30°) / 14W - 1 K/W = ca. 5,8 K/W Sehe ich das richtig, dass ich einen Kühlkörper benötige, der kleiner ist als 5,8 K/W? Oder is ein Fehler in meiner Rechnung. Wie berücksichtige ich jetzt noch die Wärmeleitpaste? Nächste Frage: Warum gibt es kaum noch Kühlkörper für TO-3 Gehäuse? Und wo kriege ich einen für mich passenden Kühlkörper her? Ich habe zuhause noch eine Kupferschiene rumliegen. Die Querschnittsfläche ist kreuzförmig. Auf Wikipedia fand ich folgende Formel für den Rth eines Kühlkörpers: Rth = l / (kappa * A) mit l = 0,1m und A = 0,003 qm und kappa für Alu = 236 würde dann folgendes rauskommen: Rth = 0,14 K/W Für mich ziemlich schwer vorstellbar, aber würde dann so eine Schiene als Kühlkörper genügen? http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmewiderstand Über hilfreiche Antworten, würd ich mich freuen. Danke Julian
Das genau zu berechnen ist ja lobenswert, aber in der Praxis würde ich sagen: Schraub ihn auf ein Kühlblech was mechanisch passt ( rumliegt ) und dann nimm den naheliegendsten Temperatursensor, nämlich deine Finger und beurteile ob es "gefühlt" zu warm wird. Ich persönlich habe nie irgendein Kühlblech berechnet, denn wenn es zu warm wird merkt man das ganz schnell. Ein TO3 Regler oder Transistor sollte man immer auf ein Blech montieren, denn er ist ja für Leistunganwendungen gedacht. Es ergibt keinen Sinn, einen ungkühlten TO3 abrauchen zu lassen. TO3 stirbt aus. Es ist längst duch mechanisch einfachere und billigere Gehäuseformen ersetzt worden. Den LM 338 habe ich auch noch und es ist ein tolles Bauteil, finde ich. Nur solltest du alle Massnahmen treffen, um den Ausgang vor Spannungsspitzen zu schützen, die rückwärts in den Regler gehen könnten ( induktive Lasten ). Ich hab mir damals 2 oder 3 geschrottet, weil ich eine 12V Minibohrmaschine daran betrieben habe. Da ist der LM338 etwas sensibel.
Julian Utsch schrieb: > Ohne Kühlkörper würde er maximal 2,7W ertragen können > Pmax_o_k = (Tj - Tu) / Ju = (150° - 30°) / 35 K/W = 2,71W In der Theorie. In der Praxis würde ich im nicht mehr als 1-1,5W zumuten. Da die TO3 Gehäuse recht platinennah montiert werden, kann das Gehäuse nicht umströmt werden und dadurch sinkt die erlaubte Verlustleistung rapide ab. > Kühlkörperdimesionierung: > > Rth_kühlk = (Tj - Tu) / Pv - JC = (150° - 30°) / 14W - 1 K/W = ca. 5,8 > K/W > > Sehe ich das richtig, dass ich einen Kühlkörper benötige, der kleiner > ist als 5,8 K/W? Oder is ein Fehler in meiner Rechnung. Wie > berücksichtige ich jetzt noch die Wärmeleitpaste? Sieht ganz gut aus (soweit ich das noch im Kopf habe). Kleiner als 5,8K/W oder gleich darf er sein. Dann darf es aber im Gehäuse nicht wärmer als 30°C werden. > Nächste Frage: Warum gibt es kaum noch Kühlkörper für TO-3 Gehäuse? Und > wo kriege ich einen für mich passenden Kühlkörper her? Gab es da mal spezielle? Ich habe hier einen haufen gebohrte Kühlkörper herumliegen (bei TO3 kommt dann noch ein Gussteil drüber) aber im Grunde sind das auch nur ganz normale Kühlkörper. > Ich habe zuhause noch eine Kupferschiene rumliegen. Die > Querschnittsfläche ist kreuzförmig. Auf Wikipedia fand ich folgende > Formel für den Rth eines Kühlkörpers: > Rth = l / (kappa * A) > > mit l = 0,1m und A = 0,003 qm und kappa für Alu = 236 würde dann > folgendes rauskommen: Rth = 0,14 K/W > > Für mich ziemlich schwer vorstellbar, Wieso? Die Formel berücksichtigt nicht, wieviel Wärme abgegeben werden kann, sondern nur, wieviel Wärme im Material abgeleitet wird. > aber würde dann so eine Schiene > als Kühlkörper genügen? Das ist für 14 Watt Verlustleistung schon arg wenig. Ich würde dann eher eine Aluplatte nehmen (50-100 cm^2), wegen der besseren Wärmeabstrahlung schwarz anpinseln und natürlich hochkannt stellen. Oder einen fertigen Kühlkörper http://www.johnhearfield.com/Eng/HS_TO-3.gif .
Reichelt hat (ausser dem hier unterdimensioniertem Fingerkühlkörper) keine vorgelochten TO3 Kühlkörper mehr weil kaum noch jemand TO3 kauft. Aber Reichelt hat V 4329F. Du kannst ja woanders kaufen. Dein Kupferprofil hast du falsch gerechnet. Stefans Methode folgen nur die an Dyskalkulie erkrankten.
Julian Utsch schrieb: > Nächste Frage: Warum gibt es kaum noch Kühlkörper für TO-3 Gehäuse? Und > > wo kriege ich einen für mich passenden Kühlkörper her? Distrelec, z.B.: https://www.distrelec.de/kühlkörper-75-mm/fischer-elektronik/sk-16-75-sa-3/650806
Julian Utsch schrieb: > Rth_kühlk = (Tj - Tu) / Pv - JC = (150° - 30°) / 14W - 1 K/W = ca. 5,8 > K/W Deine Rechnung ist zu sehr auf Kante. Es wird (vor allem in einem Gehäuse und im Sommer gerne wärmer als 30°. Du hast zusätzlich einen Übergangswiderstand von 0,1 -0,3 K/W durch die Wärmeleitpaste. Wenn das gehäuse schon 150°C heiss wird ist der Chip im Inneren fast am kochen. Ich würde mit einer max. Gehäusetemperatur (des TO3 Reglers) von 80°C kalkulieren. Überschlägig also einen Kühlkörper von 2 - 2,5 k/W.
Julian Utsch schrieb: > Ich bekomme eigangsseitig eine Spannung ca. 8,5V herein Sicher, daß die bei 4A auch mindestens noch 8V hast (Stromripple)?
@Julian Utsch (julian_u) >Rth_kühlk = (Tj - Tu) / Pv - JC = (150° - 30°) / 14W - 1 K/W = ca. 5,8 >K/W Fehlt noch ca. 0,5-1K/W für die Wärmeleitpaste alszusätzlicher Wärmewiderstand, siehe Kühlkörper. >Sehe ich das richtig, dass ich einen Kühlkörper benötige, der kleiner >ist als 5,8 K/W? Ja. >berücksichtige ich jetzt noch die Wärmeleitpaste? Der wird zu JC addiert. >Nächste Frage: Warum gibt es kaum noch Kühlkörper für TO-3 Gehäuse? Weil TO-3 veraltet ist. >Ich habe zuhause noch eine Kupferschiene rumliegen. Die >Querschnittsfläche ist kreuzförmig. Auf Wikipedia fand ich folgende >Formel für den Rth eines Kühlkörpers: >Rth = l / (kappa * A) Das ist reine WärmeLEITUNG, nicht Wärmeabgabe an die Luft. >Für mich ziemlich schwer vorstellbar, aber würde dann so eine Schiene >als Kühlkörper genügen? Nö. Ein Kühlkörper braucht immer möglichst viel Fläche. Siehe Artikel oben. Ein einfaches Blech hat die zwar, aber ist meist zu dünn, um die Wärme aus Blech zu verteilen. Ein guter Kühlkörper hat beides. Massiven Querschnitt zur Wärmeverteilung und viele Rippen zur Wärmeabgabe.
@ Udo Schmitt (urschmitt) >> Rth_kühlk = (Tj - Tu) / Pv - JC = (150° - 30°) / 14W - 1 K/W = ca. 5,8 >> K/W >Es wird (vor allem in einem Gehäuse und im Sommer gerne wärmer als 30°. Stimmt, eher so 50°C und mehr, wenn die Sonne draufknallt. >Wenn das gehäuse schon 150°C heiss wird ist der Chip im Inneren fast am >kochen. Tj ist die Sperrschichttemperatur, nicht Gehäusetemperatur. >Ich würde mit einer max. Gehäusetemperatur (des TO3 Reglers) von 80°C >kalkulieren. Naja, man kann schon an die 150°C rangegehen, schließlichist das worst case mit 50°C Umgebung und Vollast. Das hält er dann gerade so aus, dieser Zustand wird aber im allgemeinen selten bis nie erreicht. Bei Industrieprodukten ist das freilich anders.
Julian Utsch schrieb: > Oder is ein Fehler in meiner Rechnung. Ja: du nimmst den Maximalwert für Tj. Das sorgt für ein kürzeres Leben. Maximalwerte aus dem Datenblatt dürfen nicht überschritten werden. Auch nicht, wenn du zufällig mal 0,1A mehr brauchst und die Sonne auf den KK scheint, oder der gerade mal abgedeckt ist...
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