Hallo zusammen wie kann ich errechnen wie heiß mein MOSFET wird, und welchen Kühlkörper ich für denjenigen brauche? mfg
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Verschoben durch Admin
Im Datenblatt kannst du die Erwärmung in Grad pro Watt Verlustleistung nachlesen. DIe Verlustleistung kannst du mithilfe des Rdson, ebenfalss im Datenblatt zu finden berechnen. Dannach dann den Kühlkörper anpassen.
tut mir leid aber ich finde diese Daten nicht vielleicht kannst du mir mit dem Datenblatt weiterhelfen...
also da ich keinen kühlkörper dran habe nehme ich RthJC (Junktion-Case) 0,7 K/W, nun muss ich mir noch die Watt ausrechnen RDSon=0,4 Id = 4,5A Uds = Rds * Id = 0,4*4,5A = 1,8 V Pv = Uds*Id = 1,8V * 4,5A = 8,1 W somit müsste die Gehäusetemp bei 8,1W * 0,7K/W = 5,67Kelvin liegen.... ist das soweit richtig? Wieviel Grad sind das nun?
Wenn die Raum Temperatur bei 0 Kelvin ist, dann hat deine Junction 5,67 Kelvin...
was du ausgerechnet hast, ist die erwärmung, nicht die absolute temperatur. °K und °C sind das selbe.
name schrieb: > Wenn die Raum Temperatur bei 0 Kelvin ist, dann hat deine Junction 5,67 > Kelvin... Falsch. Die korrekte Aussage ist: "Der Chip ist 5,67K wärmer als das Gehäuse."
kann das denn sein? 8Watt ist ja auch noch so wenig (1/3 Lötkolben) und dabei soll sich das ding nur um 5K erwärmen? Dann kann ich mir als Praktiker nicht vorstellen.
BLUBB schrieb: > ist das soweit richtig? Nein. Im Datenblatt wird keine Aussage über den Wärmeübergangswiderstand zwischen Chips und Umgebung oder Gehäuse und Umgebung getroffen. Für die Gehäuseformen TO-247 und TO-204 muss man sich diese ggf. an anderer Stelle heraussuchen. Der Widerstand RthCK bezeichnet auch den typischen Widerstand für den Übergang zwischen Gehäuse und Kühlkörper, wobei dieser auch noch stark von der verwendeten Wärmeleitpaste und Verschraubung abhängt. Folglich hat man eine Serienschaltung von Widerständen: Chip-Gehäuse-Wärmeleitpaste-Isolierscheibe-Wärmeleitpaste-Kühlkörper-Umg ebung. Dummerweise hängt der elektrische Widerstand Rds(on), der ja maßgeblich ist für die elektrische Verlustleistung, sehr stark von der Temperatur ab, siehe Bild 4 im Datenblatt. Folglich müsste man also das ganze iterativ bestimmen. Für den Dauerbetrieb sollte die Chiptemperatur nicht über ca. 70°C liegen; Bild 3 besagt, dass Rds(on) mit steigendem Strom zunimmt; Bild 4 nimmt einen Strom von 6A an. Laut Vorgabe ist das ganze für 4,5A zu berechnen. Damit kann man (bei pessimistischer Schätzung) Korrekturfaktoren von Rds(on) von ca. 0.9 (Bild 3) und 1.4 (Bild 4) annehmen, also Rds(on) = 0.9 * 1.4 * 0.4 Ohm = 0.504 Ohm also: P = Rds(on)^2 * I = 10,2W Folglich ist der Chip (ohne Isolierscheibe!!!) um dT = P * (RthJC + RthCK) = 9,7K heißer als der Kühlkörper. Bei einer maximalen Umgebungstemperatur von 40°C darf sich der Kühlkörper also um maximal (70°C - 40°C - 9,7K) = 20,3K erwärmen. Aus den obigen 10,2W Verlustleistung ergibt sich also ein maximaler Wärmeübergangswiderstand von (20,3W / 10,2W) ~ 2K/W. Danach ist der Kühlkörper auszuwählen. Achtung: Die Werte für die handelsüblichen Kühlkörper sind meist im "Freifeld" angegeben und nicht bei geschlossenem Gehäuse. Sobald also die Wärmekonvektion des Kühlkörpers eingeschränkt ist, steigt sein Wärmeübergangswiderstand immens an! Im Gegenzug kann eine Zwangsbelüftung, z.B. mit einem Gehäuselüfter, die Wärmeabfuhr auch noch deutlich verbessern.
Andreas hat schon geschrieben, was mit obiger Rechnung anzufangen ist. Wenn man ein wenig sucht, findet man für ein freistehendes TO247 Gehäuse einen RthCA von ca. 40°C/W. Damit kann man nun ausrechnen, dass der Transi bei 8W eine Gehäusetemperatur von 8*40=320°C hätte (und die Sperrschicht nochmal 5,67K mehr). Zulässig sind aber "nur" 175°C an der Sperrschicht.
Stefan Wimmer schrieb: > Gehäusetemperatur von 8*40=320°C hätte http://de.wikipedia.org/wiki/Brandzeichen SCNR ;-)
BLUBB schrieb: > also da ich keinen kühlkörper dran habe nehme ich RthJC (Junktion-Case) > 0,7 K/W, nun muss ich mir noch die Watt ausrechnen Nein, was du für den Fall ohne Kühlkörper bräuchtest ist die "Junction to Ambient"-Angabe, die steht aber leider nicht in deinem Datenblatt. Schau mal hier, da findest du allgemeinere Angaben zu einem der beiden Gehäusetypen deines Transistors: http://www.psitechnologies.com/products/to247.php Dein Junction-to-Case-Wert passt ungefähr zu dem Wert dort. Der Junction-to-Ambient-Wert wird dann auch ungefähr passen, schliesslich kommt es da vor allem auf die Gehäuseoberfläche an, und die ist ja durch die Gehäuseform vorgegeben. Damit hast du also irgendwas zwischen 40 und 60K/W. Setzt du davon die obere Grenze (zur Sicherheit) in deine Rechnung ein: > somit müsste die Gehäusetemp bei 8,1W * 0,7K/W = 5,67Kelvin liegen.... dann erhältst du 8,1W * 60K/W = 486K. Der Chip wird also bei deiner Verlustleistung bis zu 486K wärmer als die Umgebung, bei 25℃ wären das geschlagene 511℃! Ohne ordentlichen Kühlkörper wird das also ganz eindeutig nichts. Wie das dann berechnet wird, steht in den bereits genannten Links. Andreas
Andreas Schweigstill schrieb: > Im Datenblatt wird keine Aussage über den Wärmeübergangswiderstand > zwischen Chips und Umgebung oder Gehäuse und Umgebung getroffen. Für die > Gehäuseformen TO-247 und TO-204 muss man sich diese ggf. an anderer > Stelle heraussuchen. tatsächlich... glatt übersehen. naja, lässt sich sicher finden. > Dummerweise hängt der elektrische Widerstand Rds(on), der ja maßgeblich > ist für die elektrische Verlustleistung, sehr stark von der Temperatur > ab, siehe Bild 4 im Datenblatt. Folglich müsste man also das ganze > iterativ bestimmen. in der praxis macht man eher eine worst-case annahme oder eine begründete schätzung. > Für den Dauerbetrieb sollte die Chiptemperatur nicht über ca. 70°C uswusf. genau das steht auch oben in den beiden verlinken artikeln. schade, jetzt hast du ihm das denken abgenommen.
Michael M. schrieb:
> schade, jetzt hast du ihm das denken abgenommen.
...es bleibt ja noch das Rechnen mit Zahlen bis 175...
;-)
Also müsst ich mir einen Kühlkörper kaufen der circa 2K/W besitzt stimmt das ? oder mache ich da einen Fehler?
Warum zum Teufel benutzt du einen MOSFET mit 400 mOhm RDS(on), wenn du über 4 A schalten willst? Nimm einen gescheiten, dann brauchst du auch nicht soviel Wärme abführen-
oder du nimmst einen mosfet mit geringerem R_DS_on. es gibt welche im unteren zweistelligen mOhm-bereich.
schlag mal einen vor ich finde keinen passenden... ich muss eigendlich 9A schalten! und er muss eine Uds von min. 400V haben! gruß
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