Hallo Leute, eine Berechnung der Wärmeabführung ist ja schön und gut, aber wenn einem dazu jegliche Erfahrung im Auswerten der Werte fehlt, finde ich das recht kompliziert. Wenn ich z.B. einen Rk-Wert von 20K/W habe, ist es dann sinnvoll das Bauelement zu kühlen? Wo ist denn da die Grenze zwischen hier benötige ich ein Kühlelement und hier nicht? Also wenn ich nen kleinen Rk-Wert habe, dann glaube ich zu verstehen, dass man da unbedingt Kühlung berücksichtigen sollte. Das ist ja auch in den Datenblätter so schön vermerkt, da findet man dann TJA (Speerschicht zur Umgebung), wenn ich da nun lese 23°C/W, klasse, da weiß ich nicht ob ich da etwas kühlen soll oder nicht. Kann mir da jemand vielleicht etwas helfen? Dankeschön!!!
>wenn ich da nun lese 23°C/W, >klasse, da weiß ich nicht ob ich da etwas kühlen soll oder nicht Meistens steht direkt daneben noch TJmax (o.ä.) also die maximal zulässige Sperrschicht Temperatur für den Betrieb. Ferner kannst du aus den sonstigen Kenngrößen des Bauteils die Verlustleistung, die in dem Bauteil umgesetzt wird, ausrechnen bzw. abschätzen. Wenn du z.B. einen Transistor voll durchsteuerst und z.B. UCESat = 0,4V sind und du 2A da durch fließen lässt hast du im Transistor eine Verlustleistung von 0,4V x 2A = 0,8W. Nun hat dein Transistor ja 23°C/W, d.h. die Sperrschicht erwärmt sich (ohne Kühlkörper) um 0,8W x 23°C/W = 18,4°C gegenüber der Umgebungstemperatur. Nun musst du schauen, ob Umgebungstemperatur + Erwärmung kleiner sind als die max. zulässige Sperrschichttemperatur. Wenn nicht => Kühlen. Grüße, Alex
Prima, danke für die schnelle und präzise Antwort! :-)
Hallo, Marcus B. schrieb: > Hallo Leute, > > eine Berechnung der Wärmeabführung ist ja schön und gut, aber wenn einem > dazu jegliche Erfahrung im Auswerten der Werte fehlt, finde ich das > recht kompliziert. Ist nur etwas Rechnerei, kein Hexenwerk. > Das ist ja auch in den Datenblätter so schön vermerkt, da findet man > dann TJA (Speerschicht zur Umgebung), wenn ich da nun lese 23°C/W, > klasse, da weiß ich nicht ob ich da etwas kühlen soll oder nicht. Ich bleibe mal bei Deiner Zahl, der Wert ist ja soweit der entscheidende, wenn kein Kühlkörper dran ist. Bei 23Grad/W erhöht sich die Sperrschichttemperatur um 23Grad bei einem Watt Verlustleistung. Die mußt Du schon selbst berechnen. Beispiel: durch einen Transistor fließt 1A, zwischen Kollektor und Emitter fallen dabei 5V ab. Macht also 5V*1A = 5W Bei 23Grad/W also 23 * 5 = 115 Grad. Die Sperrschicht wird sich also dabei um 115 Grad erwärmen. Bei 45 Grad im Schatten wären es dann also 115+45 = 160 Grad da drinnen. Wenn das Datenblatt jetzt sagt: max. 150 Grad zulässige Sperrschichttemperatu wäre also Kühlkörper Pflicht, sonst entweicht der magische Rauch. ;-) Mit Kühlkörper kommt jetzt Rthjc ins Spiel, also der Wärmewiderstand Sperrschicht-Gehäuse, sagen wird einfach mal 3 Grad/W. Wir lassen außen mal 50 Grad maximal zu (im Auto z.B.). Sprrschicht maximal 120 Grad, weil wir nicht an die Grenze wollen. Sind also 120-50 = 70 Grad zulässige Erhöhung. Damit es zu den 5W passt also 70/5 = 14 Grad/W darf es zwischen Sperrschicht und außen maximal geben. Davon gehen erstmal die 3 Grad/W intern ab 14-3 = 11. Zwischen Gehäuse und Kühlkörper gibt es auch noch einen Wärmewiderstand, je nach Montage (Glimmerisolation, Wärmeleitpaste usw.) liegt der irgendwo zwischen 0,x Grad/W und 1 Grad/W, der kommt also auch dazu. 11-1 = 10 Grad /W. Der Kühlkörper darf also maximal 10 Grad/Watt Wärmewiderstand haben, damit wir im grünen Bereich sind. Den muß man nun suchen und ranschrauben. PS: alle Zahlenwerte sind hier willkürlich ausgewählt, ging nur um den Rechenweg! PPS: zu lange getippt...... Gruß aus Berlin Michael
Alex Bürgel schrieb: > Nun musst du schauen, ob Umgebungstemperatur + Erwärmung kleiner sind > als die max. zulässige Sperrschichttemperatur. Wenn nicht => Kühlen. Hallo Alex, zusätzlich sollte man berücksichtigen, dass die Lebensdauer von Bauteilen stark von der Temperatur abhängt, ich würde also nie das Maximum ausreizen. Eine Diode, die jahrelang mit höchstzulässiger Temperatur betrieben wird, ist ein heisser Kandidat für einen Frühausfall. Ich finde, wenn man sich den Finger verbrennt, sollte man besser kühlen. Gruss Reinhard
@ Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH) (rk-elektronik) >zusätzlich sollte man berücksichtigen, dass die Lebensdauer von >Bauteilen stark von der Temperatur abhängt, ich würde also nie das >Maximum ausreizen. Eine Diode, die jahrelang mit höchstzulässiger >Temperatur betrieben wird, ist ein heisser Kandidat für einen >Frühausfall. Na nach ein paar Jahre wäre das aber keine Frühausfall mehr ;-) Aber an sonsten stimmts. > Ich finde, wenn man sich den Finger verbrennt, sollte man >besser kühlen. Das kann man so nicht sagen. Pi mal Daumen kann man bis 60C etwa noch einen Kühlkörper kurz (2..3s) anfassen. Aber 60C sind kalt für Leistungshalbleiter. Besser rechnen und messen. MFG Falk P S Angefangener Artikel Kühlkörper wird demnächst erweitert.
Beispiel: Transistor Fairchild KSC5305D Thermal Resistance: Junction to Case: 1,65K/W Junction to Ambient: 62,5K/W Stranggusskühlkörper Fischer SK 525 15 Thermal Resistance 13,3K/W Gel-Wärmeleitfolie Fischer GEL 05 Thermal Resistance 0,57 (K sqare inch)/W => für TO220 (0,64 sqare inch) 0,89K/W Rth mit Kühlkörper Rth_ja = Rth_jc + Rth_folie + Rth_KK = 15,8 K/W Rth ohne Kühlkörper: Rth_ja = 62,5K/W Max. Sperrschichttemperatur 150°C Pmax = (T_jmax - T_amb) / Rth_ja Max. Verlustleistung am Transistor bei 25°C Umgebungtemperatur: Pmax_MitKK = 125K / 15,8K/W = 7,9W Pmax_ohneKK = 125K / 62,5K/W = 2W
>> Ich finde, wenn man sich den Finger verbrennt, sollte man >besser kühlen. >Das kann man so nicht sagen. Pi mal Daumen kann man bis 60C etwa noch >einen Kühlkörper kurz (2..3s) anfassen. Aber 60C sind kalt für >Leistungshalbleiter. Wenn der Halbleiter selbst diese Temp. hat, dann ja. Aber wenn der KK nur 60°C hat, weiß man eben noch lange nicht, wie heiß der Halbleiter innerlich ist. Sind die Wärmewiderstände zw. Junction und KK im Vergleich zur verbratenden Leistung recht hoch, dann brutzelt er innerlich mit 100W vielleicht schon mit über 150°C dahin, und ringt mit dem Tode, ohne daß der KK dies anzeigt.
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