8W Verlustleistung über vias zum Kühlkörper transportieren

Markus Gast #1751324
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Ich möchte eine µC gesteuerte Power-LED Ansteuerung aufbauen. Laut 
meiner Simulation fallen am Stromregelkreis abhängig vom Betriebszustand 
im worst case zu 8W Verlustleistung am MOSFET ab.
Ich möchte mir keine teueren ALU-Platinen bestellen sondern mit einer 
normalen 2-lagigen Platine auskommen.

Ich frage mich nur ob ich mit Hilfe von Vias soviel Wärmeleistung vom 
MOSFET zum Kühlkörper auf der Rückseite transportieren kann.
Weiß jemand bescheid?

Markus
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Jens G. #1751335
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Wenn die Vias hinter der gesamten Kühlfahne des Mosis großflächig 
verteilt sind (also große Wärmeübergangs-Querschnitt im ganzen bilden), 
sollte das noch gehen. Der KK muß aber dann sicherlich größer sein als 
normal berechnet, um die durch die Vias verursachte höhere thermische 
"Hochohmigkeit" zu kompensieren.
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Falk B. #1751347
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@Markus (Gast)

>Ich möchte eine µC gesteuerte Power-LED Ansteuerung aufbauen. Laut
>meiner Simulation fallen am Stromregelkreis abhängig vom Betriebszustand
>im worst case zu 8W Verlustleistung am MOSFET ab.

Was für eine Monster-LED ist das denn? Wenn dein Stromregler schon 8W 
verballert, wieviel kW zieht dann die LED?

>Ich möchte mir keine teueren ALU-Platinen bestellen sondern mit einer
>normalen 2-lagigen Platine auskommen.

Dann nimm ein TO220 Gehäuse für den MOSFET und einen Kühlkörper.

>Ich frage mich nur ob ich mit Hilfe von Vias soviel Wärmeleistung vom
>MOSFET zum Kühlkörper auf der Rückseite transportieren kann.

Jain. Das kostet ziemlich viel VIAs und Fläche und ist am Ende schechter 
als ein passender Kühlkörper, welcher direkt auf dem MOSFET montiert 
ist.

MFG
Falk
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Markus Gast #1751355
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Es geht mir um ein kompaktes (rechteckiges) Design. Die Power-LED 
Ansteuerung soll dann in ein Gehäuse mit RS232 (bzw. USB) Anschluss und 
Anschlüssen für Powersupply und LED ausgestattet sein. Vielleicht werde 
ich noch einen kleinen aktiven Kühler (dann Gehäuse mit 
Lüftungsschlitzen) für den Kühlkörper brauchen.

Ich habe noch nie ein Gerät „kompakt“ entworfen. Daher weiß ich einfach 
nicht wie ich einen MOSFET inkl. Platine kompakt auf einen Kühlkörper 
bekommen kann. MOSFET direkt auf einen Kühlkörper zu platzieren ist 
thermisch natürlich wesentlich besser.

Wenn jemand eine Zeichnung / Link zu diesem Thema hat. Bin ich sehr 
dankbar.
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Markus Gast #1751358
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Es soll eine Golden Dragon werden. Daher benötige ich ca. 20V 
Versorgungsspannung. Ich möchte mit max. Strom ca. 1.5 A im den 
Kurzzeitbetrieb Fahren können. Im Dauerbetrieb soll die 
Lichtleistleistung durch einen PC gesteuert / geregelt werden. Wegen 20V 
kann am MOSFET eine recht hohe Verlustleistung entstehen.
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MaWin Gast #1751396
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> Wegen 20V kann am MOSFET eine recht hohe Verlustleistung entstehen.

Äh, warum ?

Die 20V sind doch für die LEDs.

Du wirst die Schaltung doch nicht mit 40V versorgen.

Für den MOSFET bleibt da wenig übrig, nur das was an Spannung eben 
schwankt wenn der LED-Strom sich ändert, so 2-4V pro LED, bei 5 also 
15-20V, bei 24V Versorgung also 4V bei vollem Strom und 9V bei geringem 
Strom ud niemals 8W.

Ich find zwar keine Golden Dragen mit 20V,
http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do;jsessionid=68C11AB88ACFD0E1E04FF7DDDAD17A18?favOid=000000030001b12600620023&act=showBookmark
aber Haufenweise ausgearbeitete Hinweise wie man sie versorgt
http://catalog.osram-os.com/catalogue/catalogue.do;jsessionid=68C11AB88ACFD0E1E04FF7DDDAD17A18?act=downloadFile&favOid=020000010003c079000100b6
alle ohne 8W Verlust am MOSFET.
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adfix Gast #1751447
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Hallo Markus,

Hier ist eine Berechnung zu den Thermal Vias:
http://www.electronics-cooling.com/2004/08/thermal-vias-a-packaging-engineers-best-friend/

Ohne Vias hat mal 15.9°C (Kelvin) Temperaturerhöhung pro Watt. Bei 8Watt 
also 15.9°C/W * 8W = 127.2°C TemperaturERHÖHUNG.

Mit 11x11 Vias hat man noch 1.5°C/W. Also noch 12.7°C mehr.

Du bekommst wahrscheinlich DEUTLICH mehr Vias auf deiner Fläche unter.

Also eine sehr gute Wärmeleitung !
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Falk B. #1751574
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@  Markus (Gast)

>Es soll eine Golden Dragon werden. Daher benötige ich ca. 20V
>Versorgungsspannung. Ich möchte mit max. Strom ca. 1.5 A im den
>Kurzzeitbetrieb Fahren können.

Eine EINZELNE LED dieses Namens braucht nie und nimmer 20V. Und 
Hochleistungs-LEDs betreibt man sinnvollerweise NICHT mit einer linearen 
Konstantstromquelle sondern mit einer [[Konstantstromquelle fuer 
Power LED]].

> Im Dauerbetrieb soll die
>Lichtleistleistung durch einen PC gesteuert / geregelt werden.

Siehe auch PWM.

> Wegen 20V kann am MOSFET eine recht hohe Verlustleistung entstehen.

Nöö, wegen deiner mangelnden Kenntnisse.

MFG
Falk
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