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Aluminium Kühlkörper mit Kupferboden
Gast
#1739062
Hallo Ich habe mehrere Mosfets die zu kühlen sind. Der erforderliche Rth beträgt ca. 0,25 K/W. Dazu steht 4x 1 k/W Kühlkörper zur Verfügung Konstruktionsbedingt möchte alle Mosfets auf einem Kupferblech montieren und anschlliessend die 4 Kühlkörper an das Blech Schrauben (mit Wärmeleitpaste dazwischen). Wird nunder gesamt Rth durch diese Konstruktion schlechter, bzw. ist die Kühlleistung schlechter ? Hallo Manu. > Der erforderliche Rth beträgt ca. 0,25 K/W. > Dazu steht 4x 1 k/W Kühlkörper zur Verfügung vier Kühlkörper gleichzeitig, und Du kommst minimalst auf 1/4, dh. 0,25 K/W runter. ABER das alein langt nicht. Weil normalerweise der Wärmewiderstand eines Kühlkörpers angegeben wird als Wärmewiderstand bei Einleitung über seiner ganzen Fläche. Die Transistoren leiten ihre Abwärme aber nicht auf der ganzen Fläche des Kühlkörpers ein, sondern nur auf ihrer eigenen Fläche. Die Wärme muss sich also nicht nur durch den Kühlkörper bewegen, sondern auch verteilen, was sich wie ein Serienwiderstand zu Rth auswirkt. > Konstruktionsbedingt möchte alle Mosfets auf einem Kupferblech montieren > und anschlliessend die 4 Kühlkörper an das Blech Schrauben (mit > Wärmeleitpaste dazwischen). Auch wenn Kupfer eine deutlich bessere Wärmeleitung als Alu hat, die Wärme muss erst durch das Kupfer, und dann durch den Kühlkörper, was sich ebenfalls wie ein Serienwiderstand zu Rth auswirkt. > Wird nunder gesamt Rth durch diese Konstruktion schlechter, bzw. ist die > Kühlleistung schlechter ? Er wird auf jeden Fall schlechter. Weil die Kupferplatte zwar die Wärmeverteilung in der Breite verbessert (wenn dick genug), aber trozdem als Serienwärmewiderstand auftritt. D.h. zu Deinen Grenzwertigen 0,25 k/W kommt IMMER immer etwas dazu, und bist damit auf jeden fall jenseits der geforderten 0,25 k/W. :-( Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Gast
#1739085
Manu schrieb: > Wird nunder gesamt Rth durch diese Konstruktion schlechter, bzw. ist die > Kühlleistung schlechter ? Mit Kupferblech ziemlich sicher. Kupferplatte (so 5 mm oder mehr) kann von Vorteil sein wenn der Kühlkörper für mehrere kleine Wärmequellen gedacht ist, du aber nur mit einer draufgehst.
Gast
#1739098
Ich meine auch eine Kupferplatte (10 mm). Also eher kein Blech mehr. So wie ich das sehe habe ich jetzt hier zwei verschiedene Meinungen ? ! mal konkret als Zahlen: 4 Kühlkörper 1,0 K/W 100x100mm 1 Kupferplatte 200x200x10mm 10 Stück Mosfet geben zum gleichen Teil die Verlustleistung ab. Alle 10 Stück gleichmässig auf dem Kupfer montiert. Wirds jetzt dratisch schlecht ? Nur, etwas schlechter ? Oder doch besser ?
Gast
#1739108
Was mir noch eingefallen ist: Viele gute CPU-Kühler sind ja aus Alu, haben aber eben noch eine Kupferplatte angeschraubt/klebt. Warum machen die das wenn die Kühlleistung schelchter wird ? Hallo Manu. > Viele gute CPU-Kühler sind ja aus Alu, haben aber eben noch eine > Kupferplatte angeschraubt/klebt. > Warum machen die das wenn die Kühlleistung schelchter wird ? Sie wird in dem Falle schon besser. Weil die Wärmeverteilung in die Breite in jedem Falle verbessert wird. Es ist aber die Frage, ob die Verbesserung, die sich durch die bessere Verteilung in der Breite ergibt, die anderen Verschlechterungen kompensiert. Dummerweise hängt das am Deail, und kann nicht per Faustregel beantwortet werden. Auf keinen Fall wirst Du es schaffen, vier Kühlkörper, von denen jeder 1 k/W KATALOGWERT hat, durch Zusammenschalten auf unter 0,25 k/W zu bringen. Weil egal welche Klimmzüge Du machst, es bleibt immer etwas übrig, was sich zum idealen Paralellschaltwert daraus von 0,25 k/W hinzuaddiert. :-( Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Gast
#1739158
Hallo Bernd Danke erstmal für deine Überlegungen. Kannst du vielleicht ungefähr abschätzen um wieviel das nun ca. schlechter wird ? Ich tu mir immer noch schwer mit der Vorstellung von serienwiderstand. Extremes Beispiel: wenn ich nun nicht eine 10 mm dicke, sondern 100mm dicke Kupferplatte nehme, wäre es ja noch immer eine Serienschaltung. Die Kühlleistung dieses Gesamten "Monsters" ist dann auch in jedem Fall größer als als 0,25 K/W ? @ Manu (Gast) >10 Stück Mosfet geben zum gleichen Teil die Verlustleistung ab. Alle 10 >Stück gleichmässig auf dem Kupfer montiert. Warum glaubst du, wurden Kühlkörper erfunden? Weil ein einfacher Klumpen Kufer genausogut ist? >Wirds jetzt dratisch schlecht ? JA! MfG Falk P S Ach ja, und lies was über Netiquette!!! Zwei Threads zum gleichen Thema ist ein NO-GO! Beitrag "Wärmewiderstand Kupfer berechnen" @ Manu (Gast) >wenn ich nun nicht eine 10 mm dicke, sondern 100mm dicke Kupferplatte >nehme, wäre es ja noch immer eine Serienschaltung. Ja, aber das ist ein BLOCK! >Die Kühlleistung dieses Gesamten "Monsters" ist dann auch in jedem Fall >größer als als 0,25 K/W ? Sie wäre DEUTLICH SCHLECHTER!!! Der Trick beim Kühlkörper ist, möglichst viel Fläche zur Wärmeangabe zu erhalten. Was glaubst du warum die Dinger so lustige Rippen, Fahnen, wasweissichwiemandienennt haben? MFG Falk
Gast
#1739248
Der Ton macht die Musik. Soweit ich weiss hat ein großer Quader mehr Fläche als ein kleiner @ Manu (Gast)
>Soweit ich weiss hat ein großer Quader mehr Fläche als ein kleiner
Ein Würfel der Kantenlänge a hat ein Volumen von a^3, aber eine
Oberfläche von 6*a^2. Das Quotient aus Oberläche und Volumen wird mit
größer werdendem a immer kleiner!
Und von der Masse mal ganz zu schweigen. -> Als Kühlkörper unbrauchbar. Das grundlegende Prinzip sieht man an jedem Rippenkühlkörper. An der Stelle, wo das Kühlobjekt angeschraubt/gepresst ist, ist ein kleiner "Klumpen" Material, der erstmal die Wäre auf eine etwas größere Fläche verteilen soll. Bei CPU-Lüftern ist dort Kupfer, weil das noch besser als Aluminium Wärme leitet. Danach folgen viele, viele nach aussen dünner werdende Rippen. In der Mitte noch dick, dort muss die Wärme ja durch, aussen dünn, dort ist fast alle Wärme schon abgegeben. MFG Falk P S Meist sind mehrere kleine Kühlkkörper deutlich kleiner und billiger als ein Großer. Ergibt sich aus der Formel oben.
Gast
#1739382
Also ich fasse nochmal zusammen: Es gibt keine sinnvolle Möglichkeit die 4x 1,0 K/W Kühlkörper über eine gemeinsame platte/blech zu verbinden um annähernd einen wärmewiderstand von 0,3 K/W zu erhalten. Nein.
Gast
#1739436
>Es gibt keine sinnvolle Möglichkeit die 4x 1,0 K/W Kühlkörper über eine >gemeinsame platte/blech zu verbinden um annähernd einen wärmewiderstand >von 0,3 K/W zu erhalten. Was sind denn das für Kühlkörper? Die 1K/W pro Kühlkörper gelten für den Fall, daß jeder Kühlkörper frei steht und vollkommen ungehindert von frischer Umgebungsluft umströmt wird. Bringst du vier von denen dicht nebeneinander, ist das natürlich nicht mehr der Fall und der Wärmewiderstand pro Kühlkörper erhöht sich, je nach Modell und Behinderung eventuell drastisch. Du müßtest die vier Kühlköprer so weit von einander entfernt anordnen, daß sie sich nicht gegenseitig in der Wärmeabfuhr behindern. Aber dann spielt der Wärmewiderstand in der Kupferplatte selbst eine Rolle, der die Wärme nicht mehr ungehindert zu den Kühlkörpern gelangen läßt. Daß das Ganze nicht so einfach geht, siehst du schon daran, daß ein Kühlkörper mit 0,25K/W nicht einfach vier mal größer ist als einer mit 1K/W, sondern deutlich größer. Kai Klaas
Gast
#1739441
sind 4 Kühlkörper mit langsamdrehenden lüfter drauf.
Gast
#1739443
Was für Kühlkörper genau?
Gast
#1739458
Dieser hier, nur eben noch ein Lüfter drauf http://www.fischerelektronik.de/index.php?id=114
Gast
#1739832
Dein Link zeigt nur ne Übersichtsseite. Ganz allgemein schätze ich wird die "Parallelschaltung" der 4 KK um 0,45-0,5 K/W landen. Bei im Übrigen relativ idealen Bedingungen. Was bedeutet: - korrekte Orientierung der Rippen (eh klar) - genug Freiraum - Temperatur am Wärmeübergang Bauteil-KK ca. 80°C über Umgebung In der Praxis wirst du mit dem einzelnen eher 1,5K/W und mit der Parallelschaltung 0,7K/W erreichen. Hallo Stephan. > In der Praxis wirst du mit dem einzelnen eher 1,5K/W und mit der > Parallelschaltung 0,7K/W erreichen. Wenn die Transistoren nicht alle paralellgeschaltet sind, und er sie nicht einfach direkt mit Wärmeleitpaste auf den Kühlkörper schrauben kann, sondern Glimmer oder Silikonisolatoren dazwischensetzten muss, noch nicht einmal das..... Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de
Gast
#1739866
Wie Bernd eben schon erwähnte, wahrscheinlich gesellt sich auch noch der Wärmewiderstand eines Isoliermaterials hinzu! Sind die von Dir angegebenen 1K/W der Wert des Kühlkörpers allein oder schon mit installiertem Lüfter? ...denn so ein Lüfter verändert die Sache drastisch! Der entsprechende Wärewiderstand des Kühlkörper sinkt sehr stark, schon bei recht kleinen Luftmengen, die eben mittels Lüfter forciert durch die Kühlkörperstruktur bewegt werden; also die Wärmeabgabe vom Kühlkörper zur Luft nicht allein durch Konvektion verbessert wird. Sollten die 1K/W also für den alleinigen Kühlkörper stehen (ohne Lüfter!), werden sich die geforderten 0.25K/W für die Gesamtkonstruktion mit Lüftern ohne Probleme zu erzielen sein, in der Realität wahrscheinlich gar weit zu unterschreiten sein. Die Luftführung ist natürlich auch ein gewissenhaft zu bearbeitendes Problem, welches beim einsatz von Lüftern zu beachten ist.
Gast
#1740206
Bernd Wiebus schrieb: > Wenn die Transistoren nicht alle paralellgeschaltet sind 4 solltens schon sein, um in den Bereich 0,7K/W zu kommen. Die Angaben für Kühlkörper in der Klasse gehen auch von eher großflächigem Kontakt aus. TO-3 oder ähnliches. Bei nem einzelnen TO-220 kommen alleine dadurch schnell 0,3K/W dazu (nur für den KK selbst, der Übergang Bauteil-KK kommt noch dazu). Bernd Wiebus schrieb: > und er sie > nicht einfach direkt mit Wärmeleitpaste auf den Kühlkörper schrauben > kann, sondern Glimmer oder Silikonisolatoren dazwischensetzten muss, > noch nicht einmal das..... Das kommt immer obendrauf. Die Angaben für den KK sind ja in der Regel an der Oberfläche des KK, direkt unter dem Bauteil ermittelt.
Gast
#1740264
Lesestoff: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1040-D.PDF Arno Ein etwas älteres Dokument von Philips: http://www.nxp.com/documents/application_note/APPCHP7.pdf Die anderen Kapitel gibts auch noch bei NXP zum Download: http://www.nxp.com/#/page/content=[f=/dynamic/applicationnotes/all/data.xml] Arno Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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