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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Watt in °C umrechnen


Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Hallo Forum,

Habe eine kurze Frage. Wenn ich sagen wir einen 7805 mit 1A belaste wird 
er warm. Sagen wir 12V 1A=7W Verlust. So jetzt will ich die 
Verlustleistung(7W) in Temperatur umrechnen.

Wie geht das?


Gruß

Robin T.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Dann brauchst du den Wärmewiderstand vom 7805 zur Umgebung. Diesen 
multiplizierst du mit dem Wäremewiderstand und hast die 
Temperaturdifferenz. Diese addierst du zur Umgebungstemperatur und hat 
die Temperatur um 7805.

Autor: Stefan (Gast)
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Google -> Wärmewiderstand

Autor: Dieter Werner (dds5)
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> Diesen multiplizierst du mit dem Wäremewiderstand ...

Das sollte wohl "Diesen multiplizierst du mit der Verlustleistung ..."
heissen.

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Also diese Formel scheint mir perfekt.
Aber wie ich an den Wärmewiederstand komme der für diese Formel ja 
notwendig ist, weiß ich nicht.

Autor: Mathias U. (Gast)
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Müsste im Datenblatt stehen.

Autor: Alexander (Gast)
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Genau das ist das Problem...
Entweder ausrechnen aus den Geometriedaten -> kompliziert und stimmt 
nicht.
Oder einfach die Temperatur messen und Gerade reinlegen.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Das ganze ist analog zum ohmschen Widerstand:
Verlustleistung (oder auch Wärmestrom) entspricht dem Strom
Wärmewiderstand enstpricht dem Widerstand
und
Temperaturunterschied der Spannung(sdifferenz)

Und jeder weiß ja:
U=R*I
Du weißt nur I und möchtest U wissen, ohne R zu kennen. Das geht nicht.

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Also habe jetzt bei "LM317 P+". 4,8V 1A Entladestrom. 120°C raus.
Kann doch hinkommen.

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Der Wärmewiderstandt stand übrigens im Datenblatt wie Mathias U. schon 
gesagt hatte.

Danke erstmal

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Und der Kühlkörper wird als zweiter Widerstand in Reihe geschaltet.
Im Datenblatt steht ein Wert für die maximal zulässige Temperatur des 
Chips, und ein Wert für den Temperaturunterschied zwischen Chip und 
IC-Gehäuse in Kelvin pro Watt Verlustleistung angegeben.
Dieselbe Einheit steht auch im Datenblatt des Kühlkörperherstellers.

nehmen wir den 7805
http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/...
http://www.national.com/ds/LM/LM340.pdf#page=8

also laut st.com:
Thermal junction to case 5K/W

ohne Kühlkörper die Kühlwirkung des Gehäuses:
junction to am-bient 50 K/W ( der Sittenwächter mag das Wort nicht)

mit den 7 Watt wäre das also ein Temperaturgefälle von 350 Grad ohne 
Kühlkörper, da regelt der 7805 zurück, das kann er nicht, denn die max. 
Temperatur an der Sperrschicht sind 150 °C.

mit einem Kühlkörper zum Beispiel nochmal 5K/W wären das insgesamt 10 
K/W also 70 Grad Gefälle, also darf die Umgebung max. 150-70 = 80 °C 
haben.

Autor: Detlef _a (detlef_a)
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Read the friendly datasheet:

TO220 Thermal resistance Junction/case 5K/W
TO220 Thermal resistance Junction/air  65K/W
Max. junction temperature 125°C

Und jetzt wie mit V/I/R rechnen:
7W Verlustleistung * 65K/W Wärmewiderstand = 455K Temperaturdifferenz
Wenn Du 7W Verleustleistung machst wird Deine Junction 455K wärmer als 
die Umgebung. Die Junction darf aber maximal 125°C werden, ergo kannst 
Du die Schaltung bis zu einer Aussentemperatur von 125-455=-330 Grad 
betreiben. Das funzt also so nicht, das Ding ist ja auch ungekühlt.

Anders gerechnet, maximale Aussentemperatur 45°C: (125-45)/65~0.5 also 
maximal halbes Watt ungekühlt.

Jetzt 7W: Junction/case ist 5k/W,  (125-45)/(5+x)=7 -> Kühlkörper mit < 
6.5K/W besorgen.

Cheers
Detlef
PS: 7805 ist megaout, switcher ist das Verfahren der Wahl, macht auch 
nicht soviel global warming und schont die Batterie.

Mist, schon wieder Zweiter

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Christoph Kessler wrote:

> ohne Kühlkörper die Kühlwirkung des Gehäuses:
> junction to am-bient 50 K/W ( der Sittenwächter mag das Wort nicht)

Das gleiche steht im Datenbaltt des LM317's auch

Autor: Tcf Kat (tcfkat)
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Nochmal komplett: Wichtig ist die resultierende Temperatur des Chips. 
Diese ergibt sich aus:

mit

und

mit

und

Ist das IC "nackt", dann gilt:

Ist das IC auf Kühlkörper montiert:

mit

und

Weiterhin:

Uff... ;).

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Achso mann mus die Umgebungstemperatur zur Temperaturdifferenz 
dazurechen. Na dann hat mein LM317 bei 4,8V 1A 140°C

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