Hallo Zusammen,
ich bin gerade dabei bei dem eingesetzten Mosfet:
Link:
http://www.infineon.com/dgdl/IPW60R045CP_rev2.2.pdf?folderId=db3a304412b407950112b408e8c90004&fileId=db3a304412b407950112b42d8e55489b
zu berechnen, ob dieser gekühlt werden muss oder nicht.
Jedoch versteh ich noch nicht alle Angaben aus dem Datenblatt.
Der Mosfet wird bei 20A 360V betrieben. Rdson = 45mOhm
Somit wären die Schaltverluste P=I^2*R= (20A)^2*45mOhm=18W
So was ist nun mit Junctio-case und Junction-ambient gemeint?
Wenn ich mit case rechne, hätte ich rthjc= 0,29*18W=5,22°C
Wenn ich mit einer Umgebungstemp. von 50°C ausgeh wäre ich bei 55°C und
somit auf der sicheren Seite ohne zu kühlen, da der Mosfet bei -55 bis
150°C betrieben werden kann.
Liege ich mit der Berechnung richtig?
Gruß
Gast
> Liege ich mit der Berechnung richtig?
Nein.
RthJC ist der Wärmeübergangswiderstand zwischen Chip und Gehäuse.
(Junction to Case)
RthJA ist der Übergangswiderstand von der Sperrschicht zur Umgebun, also
der umgebenden Luft.
Das sind 62K/W, somit hättest Du bei 18W eine Temperaturerhöhung von
womit der Chip sich sehr schnell in Rauch auflösen würde.
BTW:
sind die Durchlassverluste, nicht die Schaltverluste.
Junction-Case: therm. Widerstand gegen das Gehäuse. Wenn du noch einen
Kühlkörper draufsetzt, dann müsstest du R(kk)+R(thJA) bestimmen und
kriegst den realen therm. Widerstand.
Junction-Ambient: therm. Widerstand gegen die Umgebung, also ohne
Einsatz von Kühlkörpern.
Ein Fet bringt ungekuehlt vielleicht 0.3W weg. Wenn man ihn auf die
Leiterplatte schraubt und zweiseitig ein Quadratzoll Kupfer drunter hat,
so gehen etwa 1W weg. Bei allem drueber muss man kuehlen. Dh ein
Kuehlblech haben. Dabei sollte man etwas weiter denken wie der Uebergang
auf die Luft. Die tatsaechliche Frage ist dann wie kriege ich die warme
Luft weg. Ein Plastikgehaeuse drum herum ist isolierend, waermemaessig.
Ein Metallgehaeuse ist schon besser in dieser Hinsicht. Dann ist es
sogar noch besser wenn man die FET gleich auf das Metallgehaeuse
schraubt.
Zu den Rechnungen. die 18W (mal das Duty) sind schon reel, aber viel zu
hoch. Bei Zwei FET parallel sind's noch 9W(mal das Duty) fuer beide.
Danke euch für die schnellen Antworten.
Habe es befürchtet das ich mit 62K/W rechnen muss.
Die andere Rechnung hätte mir besser gefallen =).
Naja nun mal schauen wie groß der KK ausfallen müsste oder ob man nicht
lieber ein anderes Bautteil wählt.
Gruß
>Naja nun mal schauen wie groß der KK ausfallen müsste oder ob man nicht>lieber ein anderes Bautteil wählt.
wieso willst Du ein anderes Teil wählen?
rthjc= 0,29 wird genommen, wenn ich den auf KK schraube.
rthja= 62 wird genommen, wenn er ohne KK im freien Raum schwebt (also
reine Luftkonvektionskühlung ohne zusätzlich Kühlmaßnahmen).
Ohne KK kannste den schon fast mit 2W beaufschlagen (wenn wir mal bei
Normaltemp. bis an dessen Grenzen gehen wollen).
Und mit KK sind die 18W leicht abführbar. rthjc= 0,29 sind doch bereits
ein sehr guter Ausgangswert dafür.
Der Mosfet wird im Step-Up-Converter verbaut. Motorleistung 1,5KW,
Step-Up-Daten 360V 20A, mit 50kHz-100KHZ.
Mit einem anderen Bauteil wählen meinte ich, falls der KK zu groß werden
würde, da ich nur einen bestimmten Platz zur Verfügung habe.
Wenn es zu groß werden würde( habe noch nicht weiter nachgerechnet), wär
ja die Option ein Bauteil zu wählen, was sich weniger Erwärmt um KK
einzusparen.
Sicher muss ich nun mit 0,29K/W rechnen wenn ich einen KK verwendet.
Sry falls das komisch bei mir klingt. Mache zum 1 Mal so eine Auslegung
und habe noch nicht das Gefühl wie groß was werden könnte usw.
GRuß
Meine Glaskugel meint, daß neben den rein rechnerischen Ohmschen
Verlusten auch noch beim Schalten "ein wenig" Wärme entsteht. Ein
Testaufbau ist sicher nützlich.
Also habe das nun mal nachgerechnet.
Verlustleistung 0,045Ohm (rdson)* 20A^2=18W
Ohne Kühlkörper 62k/w*18w=1116°C
Nun kommt Umgebungstemp. hinzu (KFZ) 50°C = 1166°C
-> Mosfet zerstört =)
Max. Temp 175°C, gehe ich mal von 120°C max aus.
120°C -50°C (Umgeb.Temp) =70°c
Bei 18W ergibt sich ein Widerstand von 70/18=4K/W(gerundet)
4K/w-Rthjc(0,29) =3,7K/W
Dann der Widerstand zwischen Gehäuse und kk nehmen wir max.
schlechtestens Faktor 1k/W
Somit darf der KK nicht mehr als 2,7K7W zulassen.
Geeigneter Typ :
T0-220/218 2,7K/W
Typ 436969
hallo!
Ich glaub ich weis wer den Fet verwendet... ;)
45mE hat der aber nur bei 25°C, bei 120°C hat er schon 80mE. Steht im
Datenblatt (Rdds vs Tj). Halt die temp niedriger deutlich als 120°C
halten, auch wenn aktive Kühlung notwendig ist (Die 5 Watt für einen
Lüfter kann man bei 1.5kW verkraften)
In deiner Anwendung würde ich ein miniatur Lüfteragregat nehmen siehe
Anhang, (ist nicht Billig, kann man selbst bauen mit Strangkühlkörper
und Lüfter). Da können dann auch die anderen Leistungshalbleiter drauf.
Und gleich Temperaturregeln...
MFG
Nein, Das ist nun wirklich dummes Zeug. Dann lieber 4 von diesen Fet
parallel, dann ist der Widerstand noch 11 mOhm, die Verlustleistung fuer
alle ist dann noch 4.5W, da genuegt noch ein ganz kleiner Kuehlkoerper.
Die Wärme auf mehrere Transistoren zu verteilen ist meist eine gute Tat.
Man sollte nur beachten, daß die Daten möglichst gleich sind, damit die
Last gleichmäßig ohne größere Ausgleichswiderstände verteilt werden
kann.
Einfach nur mehr Mosfets bringt in der Tat weniger Statische Verluste,
doch die Schaltverluste nehmen zu. Ist genauso wie es oft wenig Sinn
macht den Mosfet mit dem niedrigsten Rds,on einzusetzen, welcher dann
oft mehr ds Kapazität hat und mehr Schaltverluste. Und gerade wenn mann
hohe Spannungen schaltet wirkt sich dies aus.
Hab das schon oft selbst gemerkt. zb zwei 199m Coolmos sind besser als
zwei 99m. Obwohl zwei 99 ja nur den halben Widerstand haben. Habe beide
in einem 3kW Rectifier getestet.
Und vier vom IPW60R045CP? Unsinn, erstens wegen kosten und zweitens bin
ich mir sicher das vier IPW60R099CP besseren Wirkungsgrad erzielen.
vergleiche dynamic characteristics.
Und wer "Ausgleichswiderstände" in einem Boost-Conveter oder PFC einbaut
hat sie nicht alle.
MFG
@oszi
>Die Wärme auf mehrere Transistoren zu verteilen ist meist eine gute Tat.>Man sollte nur beachten, daß die Daten möglichst gleich sind, damit die>Last gleichmäßig ohne größere Ausgleichswiderstände verteilt werden>kann.
Ausgleichswiderstände -> im Schaltbetrieb komplett unnötig, auch wenn
die Transis total unterschiedlich sind ...
