Guten Abend, wie im Betreff schon geschrieben bräuchte ich den Wärmewiderstand zwischen einem TO220 Gehäuse und einem Aufsteckkühlkörper (also keine Verschraubung). Zwischen Kühlkörper und TO220 wird kein Wärmeleitpad verwendet. Es handelt sich um diesen Kühlkörper: http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=C81;GROUPID=3379;ARTICLE=53833;START=16;SORT=preis;OFFSET=16;SID=32EklPXqwQASAAAFPmegob72a88f85cf679ce8acf7785e3bd0d5d 25K/W. Ist der Übergangswiderstand da schon mit drin? Datenblatt gibts bei Reichelt nicht. Gibts da Pauschalwerte? z.B. Druck mit Klammern / Verschraubung ... Wärmeleitpad / Wärmeleitpaste... Normalerweise würd ich pauschal ne Sicherheit draufschlagen und mir keine Gedanken um diesen zusätzlichen Wärmewidertand machen. Mein Betreuer will aber keine Abschätung meinerseits sondern ne Rechnung...
Im Vergleich zu Kühlkörper -> Umgebung ist TO220 -> Kühlkörper vernachlässigbar. Rein vom Gefühl her: Irgenwas im unteren einstelligen Bereich.
Lesenswert: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1040-D.PDF http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN8036-D.PDF http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1083-D.PDF Andere Hersteller haben auch schöne Transistoren und die passenden Märchen dazu. Magisches Suchwort "Thermal Management" in den AppNotes. Arno
Gast
#818828
Kuehlkoerper haben eine implizite Art der Montage, wie es auch in deren Werten zum Ausdruck kommt. Hin und wieder kann man das dann nicht erfuellen und bekommt viel schlechtere Werte. Die wesentliche Groesse eines Kuehlkoerpers ist der Waermeuebergang zu ruhender Luft. Impliziert wird eine konvektionsoptimale Aufstellung. Grosse Einzelkuehkoerper sind zB mit dem Lamellen senkrecht, unten und oben einen Fuss frei zu betrachten. Aufsteckkuehlkoerper sind senkrecht auf einer Leiterplatte. Wenn auf der einen Seite nun ein Elko sitzt, ist die Anstroemung behindert und der effektive Wert schlechter als angenommen.
Danke für die Links - sind wirklich interessant. Dass der angegebene thermische Widerstand nur unter Idealbedingungen erreicht wird, ist schon klar. Da wird schon eine Sicherheit draufgerechnet. Mir ging es nur um den Wärmewiderstand zwischen Gehäuse und Kühlkörper. Laut den pdfs oben beträgt dieser bei Metal-Metall ca. 1,2 K/W. Dies hängt natürlich nochmals von der Ebenheit vom gestanzten Aufsteckkühlkörper ab. Für meine Rechnungen werde ich jetzt mal pauschal 2 K/W zwischen TO220 und Kühlkörper annehmen und auf den Wärmewiderstand des Kühlkörper wegen nicht idealer Lage 50% draufrechnen. Nochwas: Die meisten Transistoren/Spannungsregler können ja bis zu 150°C ab. Dies scheint mir für den Dauerbetrieb jedoch sehr hoch. In welchen Bereichen sollte man sich hier bewegen?
Gast
#818854
150°C Sperrschichttemperatur. Davon wird das Teil sicher nicht besser, aber wenn der Hersteller es erlaubt dann kann man das durchaus machen. Die meisten setzen eher 120°C an, die nutze ich i.d.R. für die Berechnungen, auch wenn 150°C erlaubt sind. Und mit Tolernzen (2K/W) braucht man es wirklich nicht zu übertreiben - 1K/W ist schon großzügig bei solch einem kleinen KK.
Gast
#818855
Auch für Transistoren/Spannungsregler würde ich nicht ohne Not über 100°C Sperrschichttemp gehen - sicher nicht über 125°. Berechne mal mit 80°C und schaue, ob der dann notwendige Kühlkörper noch vertretbar 'klein' ist. Am heißen Kühlkörper kann man sich die Finger verbrennen, umgebende Bauteile (Elkos!) werden unnötig aufgeheizt und sind ev. stärker betroffen als der Halbleiter selber. Auch belastet das Warm- und Kaltwerden die Lötstellen. Die Alterung und Ausfallrate steigt mit der Temperatur. Bei ICs muss die Sperrschichttemp meist deshalb niedriger sein, weil sie oberhalb nicht die im Datenblatt angegebenen Specs halten. Es gabe früher die 54er Serie der TTL für Military, die waren, glaub ich, mit 125° angegeben. Eigentlich nur ausgesuchte Standard-BE, die bei der Temp noch ihre Durchlaufzeiten etc. halten.
Danke für eure Informationen. Mein letztes Problem ist die Innentemperatur vom Gehäuse. Ich setzt ein 120x112x85 Bopla-Gehäuse ein. Da lässt sich die Gehäuseinnentemperatur leider nicht so gut abschätzen. Das Ganze jetzt mit Wärmeübergänge von Luft auf Kunststoff und dann wieder Kunststoff -> Umgebung berechnen wäre zwar möglich, aber wohl ziemlich übertrieben. So genau brauch ich das Ganze ja nicht. Ich muss meinem Betreuer eben erklären, warum ich jetzt diesen Kühlkörper genommen hab. Vielleicht sollte ich als Innentemp. vom Gehäuse 50°C annehmen. Dann käme ich bei der maximalen Stromaufnahme (die relativ hoch angesetzt ist) auf eine Sperrschichttemperatur von ca. 110°C.
Gast
#818874
Vielleicht solltes Du drüber nachdenken, ob mit Löchern im Gehäuse eine Zirkulation nach außen durchführbar ist. Kunststoff ist auch für Wärme ein guter Isolator, deshalb vermute ich, dass die Innentemperatur mit der Betriebsdauer auch weiter steigen wird. Und denk auch an einen heißen Sommer: 35° Raumtemperatur kommen da schon mal vor.
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