Ich habe eine Schaltung mit 7805 durchgemessen: U(in) = 7,4V U(a) = 5V I = 150mA sind P=0,36W Das Gehäuse wird "deutlich" warm, und es sind wahrscheinlich etwa 50°C. Der Wärmewiderstand Junction-Gehäuse ist mit 5K/W angegeben, sodass die Junction um den Betrag dT = 0,36*5 = 1,8°C höher liegt als das Gehäuse, und somit auch etwa auf 50°. Ich gehe davon aus, dass man hier noch keinen Kühlkörper braucht - oder ? Ab welcher Junction Temperatur braucht man einen ? T(J) hat ein Rating von max 150°C. Gibt es hier eine Fausregel?
>Ich gehe davon aus, dass man hier noch keinen Kühlkörper braucht - oder >? Korrekt.
angstellter wrote:
> Gibt es hier eine Fausregel?
Wo du das Datasheet schon gefunden hast: Da steht meist auch ein Wert
für den Wärmewiderstand zwischen Gehäuse und Umgebung/Luft drin, also
ohne Kühlkörper. Den Rest kannst du ausrechnen.
Wenn du eine Faustregel haben willst: Wenn du länger als ein paar Sekunden den Finger dran halten kannst, brauchst du noch keinen Kühlkörper. Die Werte die im Datenblatt stehen sind die absoluten Maximalwerte. Von denen sollte man einen deutlichen Abstand halten, wenn das Bauteil lange leben soll.
@ angstellter (Gast) >Ich habe eine Schaltung mit 7805 durchgemessen: >U(in) = 7,4V >U(a) = 5V Das ist etwas knapp. Dem guten alten 7805 sollte man schon wenigstens 8V Eingangsspannung gönnen. >P=0,36W Ja. >Das Gehäuse wird "deutlich" warm, und es sind wahrscheinlich etwa 50°C. Welches Gehäuse? TO220? >Der Wärmewiderstand Junction-Gehäuse ist mit 5K/W angegeben, sodass die >Junction um den Betrag >dT = 0,36*5 = 1,8°C höher liegt als das Gehäuse, und somit auch etwa auf >50°. Irrtum. Ohne Kühlkörper braucht du den Widerstand Junction-Ambie_nt. Der liegt bei TO220 bei 50..65K/W. D.h. deine Sperrschicht ist ca. 0,36*65=23,4K wärmer als die Umgebung. Als die Umgebung! Nicht das Gehäuse! >Ich gehe davon aus, dass man hier noch keinen Kühlkörper braucht - oder >? TO220 kann man bis etwa 1W ohne Kühlkörper betreiben. Dann ist die Sperrschicht 65K wärmer als die Umgebung, macht bei 35C im Sommer 100C im Chip. >Ab welcher Junction Temperatur braucht man einen ? >T(J) hat ein Rating von max 150°C. Naja, die grenze sollte man nicht ausreizen. Ich würde max. bis 120C gehen wollen. >Gibt es hier eine Fausregel? AFAIK nein. MFG Falk
Falk Brunner wrote: >>T(J) hat ein Rating von max 150°C. > > Naja, die grenze sollte man nicht ausreizen. Ich würde max. bis 120C > gehen wollen. Wobei ebendies hart an der Grenze ist, denn die liegt üblicherweise nicht bei 150°C sondern bei 125°C (150:storage).
n'abend, deine Rechnung ist mir nicht ganz klar. Der Rth junction-case mag ja 5K/W sein, aber das hilft dir nur was wenn du auch nen Kuehlkoerper hast. Da das ohne laeuft musst du nen Rth junction-umgebung nehmen. Der liegt z.B. bei nem Leistings-MOSFET im TO220 so bei etwa 62 K/W. Wenn du eine Kuehlkoerper verwendest, musst du den Rth junction-case und den Rth vom Kuehlkoerper zusammenrechnen. Gruesse, Tim
@falk jetzt bin ich mir unsicher: wenn ich die Temperatur des Gehäuses gegeben habe (sagen wir mal gemessen 50°) dann ist doch die Junction Temperatur TJ = TG + P * R Oder ? Klar, wenn ich wissen will, wie hoch P maximal sein darf, dann nehme ich R(ges). Im datenblatt steht R(ges) = 65 K/W also ist R(G-L) = 65-5 = 60K/W. Das ergibt eine theoretische Gehäusetemperatur von TG = TU + 60*0.36 = 25+21 = 46°C Würde ja gut passen, zu meiner Schätzung... Vielen Dank für alle Tips.
@ angstellter (Gast) >jetzt bin ich mir unsicher: Hmm. >wenn ich die Temperatur des Gehäuses gegeben habe (sagen wir mal >gemessen 50°) dann ist doch die Junction Temperatur >TJ = TG + P * R >Oder ? Nein. Das kann man leider nicht so einfach rechnen. >Klar, wenn ich wissen will, wie hoch P maximal sein darf, dann nehme ich >R(ges). >Im datenblatt steht R(ges) = 65 K/W Genau. Und er ist gemessen worden ohne Kühlkörper bei konstanter Umgebungstemperatur. >also ist R(G-L) = 65-5 = 60K/W. >Das ergibt eine theoretische Gehäusetemperatur von >TG = TU + 60*0.36 = 25+21 = 46°C Nein, das ist die Chip/Sperrschichttemperatur im INNEREN! Das Gehäuse liegt irgendwo dazwischen. Das Problem ist schwieriger als es aussieht. Die Luft hat beispielsweise 25 C. Der IC im Inneren 100 C. Wie heiss ist dann das Gehäuse? Es berührt ja die Luft direkt, muss also die gleiche Temperatur haben. Hat es aber nicht. Und 100C sind es auch nicht. Rechne einfach
Das ist der offizielle Weg. Die Gehäusetemperatur kommt dort nicht vor. MfG Falk
ich dachte immer, dass hier eine in erster Näherung eine Analogie zu ohmschen Widerständen besteht. Und ich dachte, der gesamte Widerstand Sperrschicht-Luft setzt sich zusammen aus Sperrschicht-Gehäuse + Gehäuse-Luft: R(J,L) = R(J, G) + R(G,L) also stimmt das nun nicht ????? Wenn R(J,L) 65K/W ist und R(J,J) = 5 K/W, so ist R(G,L) = 65 - 5 = 60 K/W. So bin ich auf die Gehäusetemperatur gekommen. Wieso kann man es so nicht machen ?
Falk höre doch auf. Es wurde doch schon alles gesagt, warum gibst du wieder dein Senf dazu?
@ angstellter (Gast) >ich dachte immer, dass hier eine in erster Näherung eine Analogie zu >ohmschen Widerständen besteht. Das ist auch so. Nur ist die Messstelle Gehäuse thermisch schwierig zu erfassen. >Und ich dachte, der gesamte Widerstand Sperrschicht-Luft setzt sich >zusammen aus Sperrschicht-Gehäuse + Gehäuse-Luft: Nein, weil Gehäuse-Luft schwierig messbar ist und in den Datenblätter nicht angegeben ist. >R(J,L) = R(J, G) + R(G,L) >also stimmt das nun nicht ????? Doch, wird praktisch aber so nicht gemacht. >Wieso kann man es so nicht machen ? Weil das messtechnisch problematisch ist und praktisch nur bedingt relevant. @ 80 Grad ist gar kein Problem. (Gast) >Falk höre doch auf. Es wurde doch schon alles gesagt, warum gibst du >wieder dein Senf dazu? Weil ich gefragt wurde? MfG Falk
>>Der Wärmewiderstand Junction-Gehäuse ist mit 5K/W angegeben, sodass die >>Junction um den Betrag >>dT = 0,36*5 = 1,8°C höher liegt als das Gehäuse, und somit auch etwa auf >>50°. >Irrtum. In dem Fall ist das kein Irrtum. Das Gehäuse liegt in dem Fall schon um 1,8° höher als die Sperrschicht.
@ HildeK (Gast) >>>Der Wärmewiderstand Junction-Gehäuse ist mit 5K/W angegeben, sodass die >>>Junction um den Betrag >>>dT = 0,36*5 = 1,8°C höher liegt als das Gehäuse, und somit auch etwa auf >>>50°. >>Irrtum. >In dem Fall ist das kein Irrtum. Das Gehäuse liegt in dem Fall schon um >1,8° höher als die Sperrschicht. Nein. Der Wärmewiderstand Junction-Case ist allein nicht direkt anwendbar. Und wo misst du die Gehäusetemperatur? An der metallischen Fläche? In der Mitte? Eher am Rand? MfG Falk
@Falk Brunner >Nein. Der Wärmewiderstand Junction-Case ist allein nicht direkt >anwendbar. Und wo misst du die Gehäusetemperatur? An der metallischen >Fläche? In der Mitte? Eher am Rand? IMHO schon. Wenn ich weiss, welche Temperatur mein Gehäuse hat, dann rechne ich damit auf die Sperrschichttemp zurück. Es kommt dabei ja nicht auf ein einzelnes Grad an. Lass mal die kleinen Differenzen an den unterschiedlichen Stellen des Gehäuses weg - im Zweifel muss ich in der Mitte messen, da wo der Chip sitzt! Das tut der Hersteller auch, sonst wären seine Datenblattwerte noch schlechter. 'angestellter' hat ja die 50° Gehäusetemperatur geschätzt und daraus geschlossen, dass seine Sperrschichttemperatur auch etwa da sein muss. Und damit ist er im grünen Bereich - diese Bestätigung wollte er haben und er hat richtig betrachtet und gerechnet. Die J-C-Angabe ist meiner Ansicht nach wertvoller als J-A, denn da muss ich für ruhend Luft sorgen. Schon wenig Luftströmung verbessert den Wärmeübergang zur Luft drastisch. Manchmal ist der J-A ja auch bei bestimmter Strömungsgeschwindigkeit angegeben - und wie messe ich die sinnvoll? Übrigens: >>In dem Fall ist das kein Irrtum. Das Gehäuse liegt in dem Fall schon um >>1,8° höher als die Sperrschicht. ^^^ musste natürlich heissen ...' niedriger als die' .... Sorry.
danke für die zahlreichen antworten. ich wollte keine nutzlose diskussion lostreten, habe aber durch falks aussagen an meinen grundfsten gerüttelt gefühlt, weshalb ich nochmals nachfragte. fazit: alles klar, danke!
@HildeK: Ja, ich kann Dir da in allen Ausführungen zustimmen. Denn im Grunde ist ja die Annahme, die Hochrechnung von der Außentemperatur sei genauer, sehr wackliger. Denn wo messe ich die Außentemperatur, 5 cm neben dem Chip oder 1 m? Und in welcher Lage ist der Chip eingebaut, wie sieht es mit der Luftzirkulation aus? Das alles ist viel entscheidender als geringfügige Temperaturgradienten entlang der Oberfläche des Chips. Diese sind wirklich gering, denn die Wärmeleitfähigkeit ist verhältnismäßig groß. Das gilt allerdings nur, wenn man die Temperatur am Metall des Chips misst. Gruß Dieter
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