Hallo! Ich möchte 2 Stück 2N3055 kühlen. Welcher Wärmewiderstand ist für etwa 200 Watt Verlustleistung maximal notwendig? Reicht da ein Stranggepresster Kühlkörper von 100mm x 200mm etwa 40mm hoch? MFG
herbert schrieb: > Reicht da ein Stranggepresster Kühlkörper von 100mm x 200mm etwa 40mm > hoch? Da nimmst du dir das Datenblatt vom Kühlkörper, das Datenblatt vom 2N3055, suchst dir raus, welche Sperrschichttemperatur der verträgt und welcher Wärmewiderstand er in der von dir gewählten Bauform zwischen Sperrschicht und Gehäuse hat und dann fragst du Tante Google nach einem Online-Berechnungstool - gibts bestimmt.
Laut Datenblatt (Diagramm) darf deine Gehäusetemperatur der Transistoren bei 100W Verlustleistung maximal 50°C betragen. Das in jedem Fall sicherzustellen scheint mir sehr gewagt. Ich würde mindestens einen Sicherheitsfaktor von 2 für die Kühlung einplanen. Berechnungsgrundlagen kannst du hier nachlesen https://www.mikrocontroller.net/articles/Kühlkörper Gruß Mike
200W erfordert eine Gehäusetemperatur von nicht über 40 GradC. Das ist (laut http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/2N3055-D.PDF also einem der besseren Hersteller) die Temperatur bis zu der ich meine Schaltungen als Umgebungstemperatur auslege, man hat also keinerlei Reserven und bräuchte einen unendlich grossen Kühlkörper. Nehmen wir auch mal an, daß du den 2N3055 unisoliert auf den KK schrauben darfst. Da muss nur Wärmeleitpaste dazwischen, Wärmeübergangswiderstand laut HB206 von OnSemi von 0.2K/W bei mittlerem Anschraubdruck, bei 100 Watt dürfte der Kühlkörper also maximal 20 GradC warm werden. Damit der Kühlkörper bei 20 GradC Umbeungstemp maximal 20 GradC warm wird, müsste er einen Wärmewiderstand von 0 haben, Wasserkühlung. Vergiss die Werbetheorie, daß ein 2N3055 100W wegscgaffen kann. Bei 4 a 50W darf der KK schon 115 GradC erreichen, bei 40 GradC Umgebungstemp reichen also 1.5K/W - pro Transistor. Deiner https://www.conrad.de/de/kuehlkoerper-07-kw-l-x-b-x-h-100-x-200-x-40-mm-marke-fischer-elektronik-sk-47-100-sa-188816.html hat 0.7, reicht also für 2 (ist aber blöd einen 2N3055 drauf zu montieren, ein zusätzlicher Aluwinkel kostet noch mal deutlich Wärmewiderstand). Du brauchst also 2 davon für die dann 4 Transistoren. Verteilt man die Leistung auf 8 Transistoren a 25W, 160 GradC, reichen schon 4.8K/W pro Transistor, also 0.6K/W zusammen, also fast ein Kühlkörper. Dein gewählter Kühlkörper ist wesentlich besser für TO3P=TO247, aber die erreichen wegen nur 1 Befestigungsschraube nicht 0.2K/W Wärmeübergang zum Kühlkörper (zu fest angezogen, schon bildet sich ein Spalt) und dürfen nicht 200 sondern nur 150 GradC warm werden, man braucht also noch mehr Transistoren.
Mit Lüfter bringt ein Kühlkörper ca. Faktor 3 mehr Wärme weg. Das währe je nachdem was du vor hast zu überlegen. viel Erfolg hauspapa
S. K. schrieb: > Mit Lüfter bringt ein Kühlkörper ca. Faktor 3 mehr Wärme weg. Das währe > je nachdem was du vor hast zu überlegen. Statt an der Wärme rum zu doktern, würde ich doch mal eine Stufe früher ansetzen. Die Elektronik hat sich in den letzten 30 Jahren weiter entwickelt. Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen?
S. K. schrieb: > Mit Lüfter bringt ein Kühlkörper ca. Faktor 3 mehr Wärme weg. Macht Lärm , verschmutzt und klemmt später wegen Schmutz. Klüger wäre gar keine Leistung verbraten zu müssen oder sie notfalls auf viele Transitoren gleichmäßig zu verteilen bei ausreichender Ansteuerung. 200W können ein Gehäuse ganz schön aufheizen!!!
MaWin schrieb: > 200W erfordert eine Gehäusetemperatur von nicht über 40 GradC. > > Das ist (laut http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/2N3055-D.PDF > also einem der besseren Hersteller) > die Temperatur bis zu der ich meine Schaltungen als Umgebungstemperatur > auslege, man hat also keinerlei Reserven > und bräuchte einen unendlich grossen Kühlkörper. ff Sehr schön dargelegt. Wirklich gut! Wolfgang schrieb: > tatt an der Wärme rum zu doktern, würde ich doch mal eine Stufe früher > ansetzen. Die Elektronik hat sich in den letzten 30 Jahren weiter > entwickelt. Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W > elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen? Auch sehr gut! Warum überlegt der TO das nicht selbst vorher?
>> Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W >> elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen? > > Auch sehr gut! Der TO schreibt zwar nicht, was er genau vorhat, aber wie würdet ihr denn die 200W in Wärme überführen? Ich werf jetzt einfach mal 'einstellbar' als ungenannte Anforderung mit in den Raum. Transen sind dafür ziemlich gut geeignet, egal ob bipolar oder feldeffektiv. Zugegeben, nicht ausgerechnet zwei Stück 2N3055: es gibt bessere Kandidaten.
g457 schrieb: > Der TO schreibt zwar nicht, was er genau vorhat, aber wie würdet ihr > denn die 200W in Wärme überführen? Die Wärme ist da, sie muß weggebracht werden. Lüften, lüften, ...
g457 schrieb: >>> Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W >>> elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen? >> >> Auch sehr gut! > > Der TO schreibt zwar nicht, was er genau vorhat, aber wie würdet ihr > denn die 200W in Wärme überführen? Ich werf jetzt einfach mal > 'einstellbar' als ungenannte Anforderung mit in den Raum. Transen sind > dafür ziemlich gut geeignet, egal ob bipolar oder feldeffektiv. > Zugegeben, nicht ausgerechnet zwei Stück 2N3055: es gibt bessere > Kandidaten. ein geeigneter KK, geeignete Transistoren, geeignet Ansteuerung, ordentliches Layout und dann bläst ein Ventilator (und keine Wasserpumpe) auch 5kW vom KK. BTDT. Und komme nicht wieder einer der meint "wozu". Es gibt Dinge zwischen Himmel und Erde die auch von Bedenkenträgern schlicht und einfach zur Kenntnis genommen werden müssen, egal wie bedenklich sie das finden. Wenn g457 es genauer wissen will: im eevblog gibt es Unmengen von Teardowns von elektronischen Lasten, Bilder schauen reicht schon wenn Du des Englischen nicht so mächtig bist. ELV hat eine brauchbare Last im Fundus gehabt, die Schaltpläne sind im Netz findbar... Das Netz ist voll von brauchbaren Lösungen. Wozu also diese Frage? Grüße MiWi
> Wenn g457 es genauer wissen will:
Du bellst den falschen Baum an.
g457 schrieb: > Du bellst den falschen Baum an. Hunde machen das nicht, sie heben das Bein und pissen an deinen Baum :-) MiWi schrieb: > ein geeigneter KK, geeignete Transistoren, Bei Transistoren gehe ich nur bedingt mit.
Guten Morgen zusammen! Recht vielen Dank für eure interessanten Ansichten. Natürlich wurde das Leistungspferd der Elektronik von Anno dazumal schon langer abgelöst ,aber ich habe noch genügend und will sie nicht weg werfen. 200 Watt Verlustleistung ist zunächst mal viel, aber es ist nicht daran gedacht sie dauernd zu verbraten. In meinem Fall würde auch eine metallenes Gehäuse mithelfen,aber um dessen Wärmewiderstand zu berechnen,dafür fehlen mir die Grundlagen. Aber immerhin scheint das angedachte 100x200x40 passend zu sein.In diesem Format gibt es auch unterschiedliche Profil Gestaltungen. Es erscheint mir auch plausibel die Wärme auf mehr Schultern zu verteilen. michael_ schrieb: > Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W >> elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen? Naja,um nur einen Grund zu nennen der mir gerade präsent ist... Analoge Netzteile machen HF-mäßig keine oder kaum Probleme. Schaltnetzteile normalerweise schon....je nach Aufwand und Preis mal mehr mal weniger.Im übrigen erzeuge ich die 200 Watt nur im Fehlerfall,aber dann sollte nix stinken und kaputt gehen. MFG
herbert schrieb: > Im übrigen erzeuge ich die 200 Watt nur im Fehlerfall, > aber dann sollte nix stinken und kaputt gehen. Wie lange dauert denn der Fehlerfall? Wenn der nur kurze Zeit dauert, ist die Wärmeabgabe an die Umgebung nicht so wichtig. Dann kann schon einiges durch die Wärmekapazität des Gehäuses oder des Kühlkörpers abgefangen werden.
@ Herbert, mit 2 CPU-Kühler (mit Lüfter) kriegst du locker 200W weg. wenn es möglich ist, ersetzt die 2N3055 durch MOSFETs, die vertragen mehr Leistung. Achja, bitte keine Diskussion über Linear-MOSFET!
Tany schrieb: > wenn es möglich ist, ersetzt die 2N3055 durch MOSFETs, > die vertragen mehr Leistung. Ach, und sie lassen sich so wunderbar parallel schalten. > Achja, bitte keine Diskussion über Linear-MOSFET! Ach, die meisten sind also völlig ungeeignet.
> ... 2 Stück 2N3055 kühlen. Welcher Wärmewiderstand ist für etwa 200 Watt Verlustleistung maximal notwendig? Lt. Datenblatt müsste man das Gehäuse EINES 2N3055 bei 117 W auf 25°C halten. Das gibt noch mehr Ärger, als mit den Klimaanlagen des ICE im Sommer. Es sei denn, die Anwendung ist für den Nordpol gedacht ... Im Ernst: 100 Watt für EINEN 2N3055 sind sicher zu viel, auch kurzzeitig. Bei den neueren Versionen ist auch noch der sichere Arbeitsbereich (SOAR) gegenüber den "alten" verkleinert. 50 W sind noch möglich (unter Beachtung der SOAR). Braucht man die nur kurzzeitig, kann man natürlich auch die Wärmekapazität des Kühlkörpers ausnutzen. Also: Richtig rechnen und dabei grosszügig Reserven einkalkulieren.
Tany schrieb: > die vertragen mehr Leistung. Hast du Belege für den Unfug, den du da verbreitest? Die mögliche Leistung wird durch den thermischen Übergang vom Chip zum Gehäuse und von da zum Kühlkörper begrenzt.
Der Andere schrieb: > Hast du Belege für den Unfug, den du da verbreitest? > > Die mögliche Leistung wird durch den thermischen Übergang vom Chip zum > Gehäuse und von da zum Kühlkörper begrenzt. Schaue mal in Datasheet an, die Übergang vom Chip zum Gehäuse bei MOSFET ist meisten viel kleiner als bei Bipo. reicht's? MaWin schrieb: > Ach, und sie lassen sich so wunderbar parallel schalten. wenn man weiß, wie es geht, dann kein Problem, bei 2 Mosfets ist der Aufwand minimal. MaWin schrieb: > Ach, die meisten sind also völlig ungeeignet. die "meisten" hast nicht in deiner Sammlung, also kannst du gar nicht viel getestet haben.
So einen npn-Transistor habe ich mal getestet: http://www.bakersfieldads.net/Venola-/New-ESM3001-high-power-superswitch-transistor-400W.JSP Der "kann" 400 W ... http://www.datasheetarchive.com/dlmain/Databooks-5/Document25727.pdf
Bei 200W habe ich eher Bedenken, dass das Silizium vorher abraucht bevor ich überhaupt die Wärme aus dem Bauteil bekomme.
Tany schrieb: > wenn man weiß, wie es geht, dann kein Problem, bei 2 Mosfets ist der > Aufwand minimal. Ich befürchte, du weisst nichtmal wie es geht, denn minimal ist der Aufwand auch bei 2en nicht. > die "meisten" hast nicht in deiner Sammlung, also kannst du gar nicht > viel getestet haben. Ich brauche das nicht "testen" sondern kann Datenblätter lesen.
Tany schrieb: > @ Herbert, > mit 2 CPU-Kühler (mit Lüfter) kriegst du locker 200W weg. > wenn es möglich ist, ersetzt die 2N3055 durch MOSFETs, die vertragen > mehr Leistung. > Achja, bitte keine Diskussion über Linear-MOSFET! Ach... Du meinst 200W über mehrere FETs verheizt sind besser als die von mehreren 2N3055? Interessanter Ansatz, kannst Du das untermauern? Ich hab keine Ahnung mit was Du dich beschäftigst, von der hier diskutierten Materie hast Du jedenfalls nicht sonderlich viel Ahnung. Daher als Unterstützung anbei ein pdf, das alles wesentliche enthält. Und das glit auch für weniger W als die genannten 120kW. Nur noch verstehen mußt Du selber. wegen der Leistungsdichte: IXTK8N150L und Konsorten haben auch - bei entsprechender Kühlung - mit 500W kein Problem, wir fahren die mit 300W@Nennspannung und alles ist fein. Tany schrieb: > Schaue mal in Datasheet an, die Übergang vom Chip zum Gehäuse bei MOSFET > ist meisten viel kleiner als bei Bipo. reicht's? Sind Dir schon so viele um die Ohren geflogen daß Du das sagen kannst? MiWi
MiWi schrieb: > kannst Du das untermauern? So ein wie du werde ich gar nicht untermauren. Du und dein Idol verstehen sowieso nicht. Es ist deshalb nicht ohne Grund, warum ich keine Diskussion um Linear Mosfet gebetten habe. Wenn du grad bei IXYS bist, lese mal den Datenblatt von IXFK180N10, dort ist nähmlich ein SOA für 75° dabei. Bei 100W Verlustleistung und bei 75° liegt noch weit unter der DC-Linie. Den kann aber keiner bezahlen. Es reicht ein stinknormaler IRFP250, um bis ca. 100W auszuhalten. MaWin schrieb: > Ich brauche das nicht "testen" sondern kann Datenblätter lesen. Lesen kann jeder, heiß aber nicht gleich, daß er alle davon versteht.
Tany schrieb: > MiWi schrieb: >> kannst Du das untermauern? > So ein wie du werde ich gar nicht untermauren. Du und dein Idol > verstehen sowieso nicht. Es ist deshalb nicht ohne Grund, warum ich > keine Diskussion um Linear Mosfet gebetten habe. > Wenn du grad bei IXYS bist, lese mal den Datenblatt von IXFK180N10, dort > ist nähmlich ein SOA für 75° dabei. Bei 100W Verlustleistung und bei 75° > liegt noch weit unter der DC-Linie. > Den kann aber keiner bezahlen. Es reicht ein stinknormaler IRFP250, um > bis ca. 100W auszuhalten. Der von Dir genannte IXFK180N10 ist ein ausgezeichneter Schalttransistor, der auch die 100W vielleicht aushalten wird. Nur - er ist nicht dafür gebaut. Punkt. IXYS gibt ausdrücklich im Datenblatt keine Garantie dafür, das er linear betrieben werden soll. Sonst würde das nämlich dort stehen (darauf sind sie nämlich stolz und verlangen dafür gleich 5€ mehr als sonst wenn ein FET das kann..) Für`s Archiv: den Unsinn, den Tany hier verkündet basiert auf der (noch nicht erkannten?) Unkenntnis, daß FETs für Linearbetroeb anders aufgebaut sind als FETs für Schaltbetrieb. Damit ist das Hot-Spot-Problem im linearen Betrieb keins mehr. Wie lineare FETs ggfs parallelgeschalten werden, damit eine Leistungssteigerung - im Linearbetrieb - möglich ist ist woanders ausreichend beschrieben.... Tany.... laß es gut sein, Du trollst auf verlorenem Boden. Wenn Du wenigstens etwas neues in die Diskussion eingebracht hättest, aber so schaffst Du es nicht einmal nachvollziehbare Unterlagen für Deine Thesen zu zeigen. Für Dich: EOD. MiWi
GecKo (Gast) schrieb: > Bei 200W habe ich eher Bedenken, dass das Silizium vorher abraucht bevor > ich überhaupt die Wärme aus dem Bauteil bekomme. Wie schon geschrieben, der http://www.bakersfieldads.net/Venola-/New-ESM3001-high-power-superswitch-transistor-400W.JSP "kann" angeblich 400 W ... Bei 75°C Gehäusetemperatur!
Elektrofan schrieb: > Wie schon geschrieben, der > "kann" angeblich 400 W ... > Bei 75°C Gehäusetemperatur! ESM7005 600V 900A 3300W, inzwischen wird es stärkere geben.
Wenn die 200W nicht dauerhaft sondern tatsächlich nur manchmal zu verbraten sind kommt imho auch ein temperaturgeregelter Lüfter in Frage. So auslegen, dass der Lüfter im Normalfall aus bleiben kann. Dann sind Lärm und Verstaubung kein Problem.
herbert schrieb: > michael_ schrieb: >> Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W >>> elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen? > > Naja,um nur einen Grund zu nennen der mir gerade präsent ist... Analoge > Netzteile machen HF-mäßig keine oder kaum Probleme. Schaltnetzteile > normalerweise schon....je nach Aufwand und Preis mal mehr mal weniger. Früher (tm) hat man, zur Vermeidung "astronomischer" Verlustleistungen, oft eine von der Ausgangsspannung abhängige Umschaltung der Trafowicklung vorgesehen. herbert schrieb: > Im übrigen erzeuge ich die 200 Watt nur im Fehlerfall,aber dann sollte > nix stinken und kaputt gehen. Wenn die Verlustleistung nur im Fehlerfall auftreten kann, ist eine elektronisch Abschaltung - und wenn es ein µC mit Effektivwertberechnung ist - wohl deutlich weniger aufwändig als eine profilaktische "Monsterkühlung".
MiWi schrieb: > Der von Dir genannte IXFK180N10 ist ein ausgezeichneter > Schalttransistor, > der auch die 100W vielleicht aushalten wird. Nur - er ist nicht dafür > gebaut. Punkt. Im SOA-Diagramm gibt es eine DC-Linie. Bleibt man darunter, darf man ihn dort linear betreiben. Es gibt dort keinen verbotenen linearen Bereich. Oder wie interpretierst Du das? > IXYS gibt ausdrücklich im Datenblatt keine Garantie dafür, das er > linear betrieben werden soll. Doch, die SOA. > > Für`s Archiv: den Unsinn, den Tany hier verkündet basiert auf der (noch > nicht erkannten?) Unkenntnis, daß FETs für Linearbetroeb anders > aufgebaut sind als FETs für Schaltbetrieb. Das mag sein, ändert aber nichts an der SOA. Das Hotspot-Problem hat man bei den modernen Schalt-FETs doch nur bei sehr hoher Leistungsdichte. Dann ist die laterale Wärmeableitung so schlecht, dass ein entstehender Hotspot sich nicht schnell genug nach der Seite wegkühlen kann. Der "blöde" Temperaturkoeffizient moderner Schalt-FETs begrenzt die Leistungsdichte. Bei niedrigerer Leistungsdichte kannst Du aber sehr wohl im linearen Betrieb arbeiten. Bei "Linear"-FETs mag diese Grenzleistungsdichte höher sein. Vermutlich sind "Linear"-FETs bezüglich der Steilheit auch anders (flacher, weniger Streuung), was Vorteile in Regelkreisen haben kann. > Damit ist das > Hot-Spot-Problem im linearen Betrieb keins mehr. Begrenzt man die Leistungsdichte, ist das auch bei Schalt-FETs kein Problem. > Wie lineare FETs ggfs > parallelgeschalten werden, damit eine Leistungssteigerung - im > Linearbetrieb - möglich ist ist woanders ausreichend beschrieben.... Beim Parallelschalten muss man natürlich extrem aufpassen und gerade dort sind Schalt-FETs mit besonderer Vorsicht zu genießen, weil einer von beiden durchgehen kann, weil man die thermisch gar nicht gut genug koppeln kann. Linear-FETs sind da deutlich unkritischer. Bei Tcase von 75°C kann der IXFX180N10 übrigens beeindruckende 300W im Linearbetrieb. Ist zwar völlig praxisfremd, steht aber in der SOA. http://ixdev.ixys.com/DataSheet/DS98552D%28IXFK-FX180N10%29.pdf Sollte ich mit meinen Ausführungen völlig daneben liegen, bitte ich um Erhellung. Das Thema interessiert mich nämlich sehr und da bin ich offen für neue Erkenntnisse, sofern es sachlich bleibt. Michael
Michael S. schrieb: > MiWi schrieb: >> Der von Dir genannte IXFK180N10 ist ein ausgezeichneter >> Schalttransistor, >> der auch die 100W vielleicht aushalten wird. Nur - er ist nicht dafür >> gebaut. Punkt. > > Im SOA-Diagramm gibt es eine DC-Linie. Bleibt man darunter, darf man ihn > dort linear betreiben. Es gibt dort keinen verbotenen linearen Bereich. > Oder wie interpretierst Du das? Gut, also eine paar Grundannahmen, damit meine Antwort verständlicher wird: erstens: es geht um Leistungs_FETs_. zweitens: ich rede davon, daß ich bei den verwendeten FETs in ihren zulässigen und spezifizierten Arbeitsbereichen bleibe. drittens: es geht um linear betriebenen FETs in TO264 oder TO247 mit Ptot=200W oder mehr (wir fahren 300W, könnten aber auch 400W). Nun zu Deiner Frage wie ich das interpretiere: Ich lese das Datenblatt und da steht nix davon, daß in der Liste der Anwendungsfälle was mit Linearbetrieb genannt wird. Dann sehe ich auch nix, was sich iregndwie FBSOA nennt. Daher nehme ich den SOA als - nett aber nicht für den Linearbetrieb gedacht - an. Und somit - Finger weg von diesem Bauteil für diesen Fall. Ich habe in einem früheren Beitrag zu diesem Thema ein pdf hochgeladen, in dem diese Thematik - genauer und besser als ich das kann - beschrieben wird. Mit anderen Worten: durch den Hinweis auf das SOA läßt sich die Hotspotthematik nicht einfach wegdiskutieren. Klar, wenn man nur die Hälfte oder noch weniger dieses Leistungsbereichs nutzt dann wird es meistens gutgehen, aber selbst das ist keine Garantie. BTDT. Es gibt einige weitere Papers zu diesem Thema und nein, die SOA-Angabe ist leider keine Garantie daß es geht. Denn auch wenn man deutlich innerhalb der SOA bleibt können davonlaufende Hotspots entstehen. Leider. Denkst Du ich verwende gerne FETs, die 25€/Stk kosten wenn ich sie um 10€/Stk mit den scheinbar gleichen Daten bekommen kann? >> IXYS gibt ausdrücklich im Datenblatt keine Garantie dafür, das er >> linear betrieben werden soll. > > Doch, die SOA. Such bitte nach Literatur von IXYS und anderen, die sich dem Thema gewidmet haben, zB. www.ixys.com/Documents/AppNotes/IXAN0068.pdf Schau Dir da die Limits an. Und der genannte 1kV/30A Fet kann dann plötzlich linear nur noch 100V/0,1A fahren... also heiße 10W... >> Für`s Archiv: den Unsinn, den Tany hier verkündet basiert auf der (noch >> nicht erkannten?) Unkenntnis, daß FETs für Linearbetroeb anders >> aufgebaut sind als FETs für Schaltbetrieb. > > Das mag sein, ändert aber nichts an der SOA. Das Hotspot-Problem hat man > bei den modernen Schalt-FETs doch nur bei sehr hoher Leistungsdichte. > Dann ist die laterale Wärmeableitung so schlecht, dass ein entstehender > Hotspot sich nicht schnell genug nach der Seite wegkühlen kann. > Der "blöde" Temperaturkoeffizient moderner Schalt-FETs begrenzt die > Leistungsdichte. Bei niedrigerer Leistungsdichte kannst Du aber sehr > wohl im linearen Betrieb arbeiten. Bei "Linear"-FETs mag diese > Grenzleistungsdichte höher sein. Das stimmt alles was Du sagst, doch die SOA ist leider keine saubere Abbildung des Linearbetriebs eines SchaltFET. Ist leider so. Am Besten wird es sein Du probierst es einfach aus. Oder liest die entsprechenden Unterlagen wie das soeben genannte pdf und suchst dann weiter. > > Vermutlich sind "Linear"-FETs bezüglich der Steilheit auch anders > (flacher, weniger Streuung), was Vorteile in Regelkreisen haben kann. > >> Damit ist das >> Hot-Spot-Problem im linearen Betrieb keins mehr. > > Begrenzt man die Leistungsdichte, ist das auch bei Schalt-FETs kein > Problem. Wo würdest Du die Grenze der Leistungsdichte denn setzen? 20%? 40%? oder mutige 50%? Und auf welcher Datenblatt-Basis basiert diese Grenze? Wie lang soll das funktionieren? Und welche Reserven soll das Gerät haben? 1% oder doch lieber 10%? >> Wie lineare FETs ggfs >> parallelgeschalten werden, damit eine Leistungssteigerung - im >> Linearbetrieb - möglich ist ist woanders ausreichend beschrieben.... > > Beim Parallelschalten muss man natürlich extrem aufpassen und gerade > dort sind Schalt-FETs mit besonderer Vorsicht zu genießen, weil einer > von beiden durchgehen kann, weil man die thermisch gar nicht gut genug > koppeln kann. > Linear-FETs sind da deutlich unkritischer. Man schaltet FETs, die im Linearbetrieb benutzt werden, grundsätzlich nicht ohne Einzelregelung für jeden FET parallel, das hat garnix mit thermischer Kopplung zu tun, obwohl die nicht schadet. Ob diese Einzelregelung nun ein ausreichend hochohmiger Source-Widerstand oder ein Opamp pro FET ist vom Anwendungsfall abhängig. Auch dieser Unterschied ist - indirekt - in IXAN0068.pdf dargestellt. > Bei Tcase von 75°C kann der IXFX180N10 übrigens beeindruckende 300W im > Linearbetrieb. Ist zwar völlig praxisfremd, steht aber in der SOA. > > http://ixdev.ixys.com/DataSheet/DS98552D%28IXFK-FX180N10%29.pdf 300W in einem TO264 ist nicht so abwegig, haben wir. Alledings hat das Kühlwasser eine Zulauftemperatur von 15°C. Maximal. Dann geht das, > Sollte ich mit meinen Ausführungen völlig daneben liegen, bitte ich um > Erhellung. Das Thema interessiert mich nämlich sehr und da bin ich offen > für neue Erkenntnisse, sofern es sachlich bleibt. > > Michael Nein, Du liegst nicht völlig daneben. Es ist nur... wie soll ich sagen - für das wie ich arbeite nicht ausreichend spezifiziert. Die Chinesen arbeiten mit solchen SchaltFETs bei den BK/Manyuo/Itech oder Array-Geräten. So kann, darf und will ich nicht arbeiten, denn ich habe erstens nicht den Platz dazu. Und zweitens auch nicht die Zeit ständig irgendwas zu reparieren weil ich vorher nicht gelesen und verstanden habe. Und da ich nicht mit popeligen 200W sondern mit 5kW-Modulen arbeite, die eine Nennspannung von bis zu 800V aushalten müssen beschäftige ich mich halt nicht mit Annahmen sondern mit Datenblättern und Hintergrundinfos, wie sie in ANs zu finden sind. hth MiWi
Wolfgang schrieb: > herbert schrieb: >> michael_ schrieb: >>> Welche besonderen Gründe gibt es, heutzutage noch 200 W >>>> elektrische Heizleistung mit Transistoren zu erzeugen? >> >> Naja,um nur einen Grund zu nennen der mir gerade präsent ist... Analoge >> Netzteile machen HF-mäßig keine oder kaum Probleme. Schaltnetzteile >> normalerweise schon....je nach Aufwand und Preis mal mehr mal weniger. Lieber Herbert! Bitte reiße nicht irgendwelche Texte aus dem Zusammenhang und formuliere sie nach deinem Nutzen neu zusammen. Die Formulierung ist einfach falsch. Wie bei der Stillen Post.
MiWi schrieb: > > Nun zu Deiner Frage wie ich das interpretiere: Ich lese das Datenblatt > und da steht nix davon, daß in der Liste der Anwendungsfälle was mit > Linearbetrieb genannt wird. Dass in einem Datenblatt eines Bauteils nicht jeder denkbare Anwendungsfall drinsteht, ist aber nichts besonderes. > Dann sehe ich auch nix, was sich iregndwie > FBSOA nennt. Gerade im verlinkten Dateblatt heißen die beiden Diagramme aber "Forward-Bias Safe Operating Area". http://ixdev.ixys.com/DataSheet/DS98552D%28IXFK-FX180N10%29.pdf > Daher nehme ich den SOA als - nett aber nicht für den > Linearbetrieb gedacht - an. Was auch immer die DC-Linie dann für eine Bedeutung hat... > > > Such bitte nach Literatur von IXYS und anderen, die sich dem Thema > gewidmet haben, zB. www.ixys.com/Documents/AppNotes/IXAN0068.pdf Das Paper erschüttert mich nun ein bisschen. Einerseite gibts im jedem Transistordatenblatt eine SOA, also einen angeblich sicheren Arbeitsbereich und nun gibt IXYS zu, dass dieser Arbeitsbereich doch nicht sicher ist. Super. Das bedeutet, die DC-Linie bei Schalt-Fets zeichnen die Hersteller zwar rein, diese hat aber keine praxisrelevante Bedeutung. Super! >> Das mag sein, ändert aber nichts an der SOA. Das Hotspot-Problem hat man >> bei den modernen Schalt-FETs doch nur bei sehr hoher Leistungsdichte. >> Dann ist die laterale Wärmeableitung so schlecht, dass ein entstehender >> Hotspot sich nicht schnell genug nach der Seite wegkühlen kann. >> Der "blöde" Temperaturkoeffizient moderner Schalt-FETs begrenzt die >> Leistungsdichte. Bei niedrigerer Leistungsdichte kannst Du aber sehr >> wohl im linearen Betrieb arbeiten. Bei "Linear"-FETs mag diese >> Grenzleistungsdichte höher sein. > > Das stimmt alles was Du sagst, doch die SOA ist leider keine saubere > Abbildung des Linearbetriebs eines SchaltFET. Ist leider so. Laut dem Paper von IXYS muss ich das wohl so hinnehmen. > Am Besten > wird es sein Du probierst es einfach aus. Oder liest die entsprechenden > Unterlagen wie das soeben genannte pdf und suchst dann weiter. Werde ich tun. >> Begrenzt man die Leistungsdichte, ist das auch bei Schalt-FETs kein >> Problem. > > Wo würdest Du die Grenze der Leistungsdichte denn setzen? 20%? 40%? > oder mutige 50%? Für mich hat das bisher immer das SOA-Diagramm definiert. Ich ging davon aus, dass der Hersteller die DC-Linie so einzeichnet, dass die DC-Linie bei einer unkritischen Leistungsdichte sitzt. Scheint dann wohl nicht so zu sein. > Und auf welcher Datenblatt-Basis basiert diese Grenze? > Wie lang soll das funktionieren? Und welche Reserven soll das Gerät > haben? 1% oder doch lieber 10%? So knapp lege ich eh nie aus. > >> Bei Tcase von 75°C kann der IXFX180N10 übrigens beeindruckende 300W im >> Linearbetrieb. Ist zwar völlig praxisfremd, steht aber in der SOA. > > 300W in einem TO264 ist nicht so abwegig, haben wir. Alledings hat das > Kühlwasser eine Zulauftemperatur von 15°C. Maximal. Dann geht das, Dann arbeitest Du in einer anderen Branche. Bei mir hat das Kühlwasser immer so um die 100°C (Automotive). > Und da ich nicht mit popeligen 200W sondern mit 5kW-Modulen arbeite, die > eine Nennspannung von bis zu 800V aushalten müssen beschäftige ich > mich halt nicht mit Annahmen sondern mit Datenblättern und > Hintergrundinfos, wie sie in ANs zu finden sind. OK, Du arbeitest da natürlich in einer Leistungsklasse, in der die Siliziumfläche schon sehr groß ist und damit die Hotspotgefahr sehr ausgeprägt. Ich bin bei solchen Linearbetriebschaltungen meist im einstelligen Watt-Bereich unterwegs. Da sind die Chipflächen klein und da kann man sich Faktor 5 oder 10 Reserve zur DC-Linie der SOA häufig leisten. Hab zwar auch schon Wandler im zweistelligen Kilowatt-Bereich gemacht, aber alles ohne Linearbetrieb. Trotzdem danke für die Denkansätze, da muss ich mich mal schlau machen. Du erwähnst ältere Beiträge und Links. Kannst Du mir einen Tipp geben, nach was ich hier im Forum suchen muss? Michael
Habe noch das hier gefunden: http://www.infineon.com/dgdl/Infineon+-+Application+Note+-+PowerMOSFETs+-+OptiMOS%E2%84%A2+-+Linear+Mode+Operation+and+SOA+Power+MOSFETs.pdf?fileId=db3a30433e30e4bf013e3646e9381200 Das untermauert meinen Ansatz. Im Linearbetrieb reduziert sich bei Schalt-FETs die maximal zulässige Leistungsdichte. Das wird im SOA-Diagramm abgebildet. Beim BSC010NE2LS von Infineon ist das sogar dramatisch, von 70W im RDSon-Betrieb auf weniger als 10W bei 10Vds. http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BSC010NE2LS-DS-v02_02-en.pdf?fileId=db3a304326dfb1300126fb3d176a3f1b Scheinbar handhaben das die verschiedenen Hersteller unterschiedlich. Wenn man im SOA-Diagramm sieht, dass zu hohen Spannungen hin die zulässige Leistung dramatisch abnimmt, dann kann man davon ausgehen, dass das Diagramm auch für den Linearbetrieb gültig ist. Michael
MOSFETs haben doch intern jede Menge FETs parallel geschaltet, "integriert". => 1.) Die Kennlinien dieser monolithischen "Elementar"-FETs sind natürlich sehr ähnlich. 2.) Der Widerstand RDS(on) eines durchgeschalteten FETs hat einen positiven Temperaturkoeffizient, das gilt auch für jeden Elementar-FET. Gute Stromaufteilung im eingeschalteten Zustand ist schon von daher gegeben. 3.) Hat man mehrere (Leistungs-) MOSFETs parallelgeschaltet, funktioniert die Stromaufteilung im Schaltbetrieb genauso. Im Linearbetrieb wirkt sich aber die ggf. unterschiedliche Vorwärtssteilheit der Einzelexemplare ungünstig aus, sodass Selektion notwendig sein kann.
Michael S. schrieb: > MiWi schrieb: >> Such bitte nach Literatur von IXYS und anderen, die sich dem Thema >> gewidmet haben, zB. www.ixys.com/Documents/AppNotes/IXAN0068.pdf > > Das Paper erschüttert mich nun ein bisschen. Einerseite gibts im jedem > Transistordatenblatt eine SOA, also einen angeblich sicheren > Arbeitsbereich und nun gibt IXYS zu, dass dieser Arbeitsbereich doch > nicht sicher ist. Super. > > Das bedeutet, die DC-Linie bei Schalt-Fets zeichnen die Hersteller zwar > rein, diese hat aber keine praxisrelevante Bedeutung. Super! Willkommen im Club... >>> wohl im linearen Betrieb arbeiten. Bei "Linear"-FETs mag diese >>> Grenzleistungsdichte höher sein. >> >> Das stimmt alles was Du sagst, doch die SOA ist leider keine saubere >> Abbildung des Linearbetriebs eines SchaltFET. Ist leider so. > > Laut dem Paper von IXYS muss ich das wohl so hinnehmen. > Was glaubst Du wie ich geschaut habe als ich das das erste mal in dieser Deutlichkeit gelesen habe.... >> >> 300W in einem TO264 ist nicht so abwegig, haben wir. Alledings hat das >> Kühlwasser eine Zulauftemperatur von 15°C. Maximal. Dann geht das, > > Dann arbeitest Du in einer anderen Branche. Ja. > > OK, Du arbeitest da natürlich in einer Leistungsklasse, in der die > Siliziumfläche schon sehr groß ist und damit die Hotspotgefahr sehr > ausgeprägt. Pro FET 300W und entsprechend parallel geschaltete Module. Alles nicht so schlimm, der Rumms-Faktor wenn es denn einmal knallt ist aber beachtlich. > > Hab zwar auch schon Wandler im zweistelligen Kilowatt-Bereich gemacht, > aber alles ohne Linearbetrieb. :-) auch das ist mein Brot... > Trotzdem danke für die Denkansätze, da muss ich mich mal schlau machen. > Du erwähnst ältere Beiträge und Links. Kannst Du mir einen Tipp geben, > nach was ich hier im Forum suchen muss? War ein Attachment zu einem pdf, das ich hochgeladen habe, hier der Link dazu: https://www.mikrocontroller.net/attachment/290518/New_500V_Linear_MOSFET_for_a_120kw_active_Load.pdf Grüße MiWi
Elektrofan schrieb: > 1.) Die Kennlinien dieser monolithischen "Elementar"-FETs sind natürlich > sehr ähnlich. > > 2.) Der Widerstand RDS(on) eines durchgeschalteten FETs hat einen > positiven Temperaturkoeffizient, das gilt auch für jeden Elementar-FET. > Gute Stromaufteilung im eingeschalteten Zustand ist schon von daher > gegeben. > > 3.) Hat man mehrere (Leistungs-) MOSFETs parallelgeschaltet, > funktioniert die Stromaufteilung im Schaltbetrieb genauso. > Im Linearbetrieb wirkt sich aber die ggf. unterschiedliche > Vorwärtssteilheit der Einzelexemplare ungünstig aus, sodass Selektion > notwendig sein kann. Vielleicht solltest du erst mal die Grundlagen erlernen. Deine Aussagen sind nämlich nur die halbe Wahrheit. MOSFETs haben auch sehr wohl Betriebsbereiche mit negativem Temperaturkoeffizienten, und genau die Probleme mit hot spots wie bipolare auch. http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1155.pdf https://www.mikrocontroller.net/attachment/84223/AutomotiveMOSFETsinLinearApplication-ThermalInstability.pdf
Michael S. schrieb: > Beim BSC010NE2LS von Infineon ist das sogar dramatisch, von 70W im > RDSon-Betrieb auf weniger als 10W bei 10Vds Das ist auch logisch so, bei dem Gehäuse der Chipfläche von ca. 15mm² kann keine großartige Wärmemenge abtransportiert werden. Bei dem Fet ist R_thCS nicht angegeben, schätzungsweise liegt um die 5-8 W/K Michael S. schrieb: > Scheinbar handhaben das die verschiedenen Hersteller unterschiedlich. Das auf jeden Fall, die haben auch unterschiedsliche Technologie. Es ist auch unterschiedlich, wieviele Fets paralell zu einem MOSFET wurden. Michael S. schrieb: > Wenn man im SOA-Diagramm sieht, dass zu hohen Spannungen hin die > zulässige Leistung dramatisch abnimmt, dann kann man davon ausgehen, > dass das Diagramm auch für den Linearbetrieb gültig ist Der SOA steht im Datenblatt. Der Hersteller muß dafür auch gerade stehen wie die Angaben über max. Spannung,Strom, Temperatu etc... Es ist im Datenblatt nicht zu lesen, daß der FET für den Linearbertieb geeigenet ist, auch nicht verboten. Michael S. schrieb: > Habe noch das hier gefunden: > http://www.infineon.com/dgdl/Infineon+-+Application+Note+-+PowerMOSFETs+-+OptiMOS%E2%84%A2+-+Linear+Mode+Operation+and+SOA+Power+MOSFETs.pdf?fileId=db3a30433e30e4bf013e3646e9381200 Wenn man genauer das Dokument studiert, erfährt man, das MOSFET mit nidrigeren ZTC Punkt und R_thJC besser für den Linerarbetrieb geeignet ist (Seite 12). Es ist auch ersichtlich, warum MOSFET bei höherer Spannung schnell in thermische Instabilitätszone geraten kann (auch im IXYS Dokument zu lesen, wobei ein SOA bei 90°C schon ziemlich extrem ist). Bei z.B 800V wäre dann schwierig, geeigente MOSFET zu finden bzw. eine teuere Angelegenheit sein. > Bei Tcase von 75°C kann der IXFX180N10 übrigens beeindruckende 300W im > Linearbetrieb. Ist zwar völlig praxisfremd, steht aber in der SOA Wenn man das FET direkt auf KK aufschraub, hat der R_thCS immer noch beim TO264 ein Wer von 0,15 W/K, wenn eine Isolierscheibe dazwischen liegt, kommt noch ca. 0,05...0,2 W/K dazu also 300W nicht realisierbar.
Tany schrieb: > IXYS Dokument zu lesen, wobei ein SOA bei 90°C schon ziemlich extrem > ist). Bei z.B 800V wäre dann schwierig, geeigente MOSFET zu finden bzw. > eine teuere Angelegenheit sein. IXYS hat eine ganze Menge von denen, zu finden zB. bei Schukat, rs... Die haben meistens irgendwo recht weit hinten ein L im Namen, zB. IXTK8N150L oder IXTN90N25L2 Und ja, wenn sich wer wundert: ich benutze vorwiegend IXYS, die sind verhältnismäßig einfach zu beschaffen und ich habe einen sehr guten Draht zum Techsupport. billig sind die nicht... aber preiswert. MiWi
@Michael Bertrandt:
> ... Grundlagen ...
Meine Erfahrung mit der Parallelschaltung von unselektierten MOSFETs
(für H-Brücken bzw. Tiefsetzsteller bis 1 kA):
Entscheidend ist die Konstruktion (Leitungsinduktivität, Kondensatoren).
10 Stück oder noch mehr auszumessen, wäre auch reichlich unpraktisch.
Elektrofan schrieb: > @Michael Bertrandt: >> ... Grundlagen ... > Meine Erfahrung mit der Parallelschaltung von unselektierten MOSFETs > (für H-Brücken bzw. Tiefsetzsteller bis 1 kA): > Entscheidend ist die Konstruktion (Leitungsinduktivität, Kondensatoren). > 10 Stück oder noch mehr auszumessen, wäre auch reichlich unpraktisch. Und Du machst das mit FETs im Linearbetrieb? Na Servas MiWi
> Und Du machst das mit FETs im Linearbetrieb? Na Servas
Klar, die modernen Tiefsetzsteller arbeiten alle so:
Dann muss man die Leitungsinduktivitäten nicht mehr kurzschliessen ...
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