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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Passenden D2PAK Kühlkörper ermitteln


Autor: Daniel (Gast)
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Hallo zusammen,

ich suche einen Kühlkörper für dieses Mosfet:
http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Als Package ist dort D2PAK ausgewiesen.
Bei der RS-Hotline hat man mir nun den FK 244 08 D2 PAK empfohlen:

http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAct...

Wenn ich jetzt aber nicht ganz falsch liege, dann kann dieser Kühlkörper 
doch nicht passen:
Die "Breite" stimmt, Mosfet und Kühler sind je 10mm breit.
Der FET ist jedoch nur 4mm hoch und 8-10mm lang.

Der Kühler hat aber die Maße Breite 26mm, Höhe 10mm, Länge 8mm

Ich hatte noch nie etwas mit d2pak zu tun, oder übersehe ich da etwas?
Wäre nett, wenn da jemand einmal rübergucken könnte.

Viele Grüße,
Daniel

Autor: Mine Fields (Gast)
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Der Kühlkörper wird auf die Platine gelötet und muss daher nicht genau 
den Maßen entsprechen. Ich bin mir gerade auch nicht einmal sicher, ob 
er überhaupt am Gehäuse aufliegt oder ob er nur über die Kupferfläche 
entwärmt.

Autor: HildeK (Gast)
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Die Mechanik passt da schon - schau dir einfach mal das Datenblatt an. 
Da ist ein Bild, wie Fischer sich das vorstellt.

Wenn du aber den MosFet in der Leistungsklasse wirklich brauchst, dann 
passt die Größe des KK mit rund 30K/W überhaupt nicht. Mit dem kannst du 
gerade mal 3W abführen und nicht mehr als 100W!
Es wäre von IR schon angebracht gewesen, auch einen Hinweis ins 
Datenblatt zu schreiben, wie sie sich die Entwärmung des Teils 
vorstellen.

Autor: Daniel (Gast)
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Stimmt klar, die abzuführende Wärmeleistung passt überhaupt nicht. Ich 
habe bisher erstmal auf die Mechanik geschaut.

Ich sehe im Datenblatt aber nur eine Skizze des Kühlers und nicht wie 
eine mögliche Montage aussehen könnte. Welches Sheet hast du dir da 
angesehen?

Wie geht man denn ansonsten so eine Kühlung an? Im Extremfall müsste ich 
wirklich ca 80W zeitweise am Mosfet abführen. Über Ideen und Vorschläge 
bin ich sehr dankbar, da ich da völlig unerfahren und ratlos bin.

Viele Grüße,
Daniel

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Daniel (Gast)

>Wenn ich jetzt aber nicht ganz falsch liege, dann kann dieser Kühlkörper
>doch nicht passen:

Doch.

>Die "Breite" stimmt, Mosfet und Kühler sind je 10mm breit.
>Der FET ist jedoch nur 4mm hoch und 8-10mm lang.

Ja und?

>Der Kühler hat aber die Maße Breite 26mm, Höhe 10mm, Länge 8mm

Nöö. Der hat 13mm lichte Weite zwischen den Beinen, ist 8mm hoch und 8mm 
lang. Mit ~30K/W Wärmewiderstand ist da nicht so viel mit Kühlung.

>Stimmt klar, die abzuführende Wärmeleistung passt überhaupt nicht. Ich
>habe bisher erstmal auf die Mechanik geschaut.

>Ich sehe im Datenblatt aber nur eine Skizze des Kühlers und nicht wie
>eine mögliche Montage aussehen könnte.

Der wird als "Dach" über den MOSFET gelötet, natürlich auf der Platine. 
Die Wärme geht dann von der metallischen Rückseite des D2 Pack über eine 
Kupferfläche zum Kühlkörper, siehe den Artikel Kühlkörper.

http://www.curiousinventor.com/images/blog/thermal...

>Wie geht man denn ansonsten so eine Kühlung an? Im Extremfall müsste ich
>wirklich ca 80W zeitweise am Mosfet abführen.

Was ist bei dir zeitweise? 1s? 1min? 1h?

Bei mehr als 10s brauchst du was anderes. Und 80W über einen einzelnen 
Transistor dieser Größe abführen zu wollen ist praktisch nicht sinnvoll. 
Bestenfalls die Hälfte, und selbst dann braucht man einen ziemlich 
großen Kühlkörper.

> Über Ideen und Vorschläge

Nimm was im TO220, TO247 oder TOP3 Gehäuse, da kannst du einen 
Kühlkörper leicht montieren. Aber auch dort brauchst du mindestens zwei 
Transistoren.

MfG
Falk

Autor: Daniel (Gast)
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Hallo Falk,

ich danke dir für deinen Top-Beitrag, jetzt ist mir erst klar geworden, 
wie die montiert werden. Ich habe einen ebenfalls passenden Kühlkörper 
mit 13K/W gefunden. Im Normbereich verbrate ich max bis zu 10W, die 80W 
waren absolute Spitzenwerte (<1s). Ich werde es einfach mal 
ausprobieren, im Notfall könnte man den Kühlkörper ja noch aktiv 
herunterkühlen.

Eine Frage stellt sich mir aber noch: Was nimmt man als Verbindung 
Metallseite Mosfet und dem Kühlkörper? Wärmeleitpaste und dann den 
Mosfet mit ein wenig heisskleber o.ä. am Kühler fixieren?

Viele Grüße,
Daniel

Autor: Simon L. (simon_l)
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Hi,

schau mal in des Datenblatt vom Kühler, da sieht man es schön, des Teil 
wird überm Fet auf die Platine gelötet.


---------------------------- KK
        |         |
        |         |
        |  _____  |
        | | FET | |
 °°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°° PCB
Gruß Simon

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Daniel (Gast)

>mit 13K/W gefunden. Im Normbereich verbrate ich max bis zu 10W,

Macht 130K Übertemperatur. Das ist sportlich bis zu heiß. Siehe Artikel 
Kühlkörper.

>>waren absolute Spitzenwerte (<1s). Ich werde es einfach mal
>ausprobieren,

Du solltest erstmal verstehen und rechen, nicht planlos basteln.

> im Notfall könnte man den Kühlkörper ja noch aktiv herunterkühlen.

Das ist die ALLERLETZTE Option. Wenn möglich kühlt man passiv ohne 
Lüfter. Ist gräusfrei, preiswert und ausfallsicher!

>Eine Frage stellt sich mir aber noch: Was nimmt man als Verbindung
>Metallseite Mosfet und dem Kühlkörper?

Bei D2 Pack wird alles auf die Platine gelötet. Bei TO220 & Co geklemmt 
und geschraubt.

> Wärmeleitpaste und dann den Mosfet mit ein wenig heisskleber o.ä. am >Kühler 
fixieren?

Ohje! Vergiss solchen Bastlermurks!

MFG
Falk

Autor: Mine Fields (Gast)
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Es gibt schon sehr schöne Möglichkeiten D2PAK zu entwärmen. Aber in 
diesem Bereich ist TO247 oder Ähnliches wohl besser, vor allem für 
Bastler.

Aber man fängt erst einmal an das Lastprofil zu bestimmen und daraus die 
Verlustleistung. Dann sucht man sich eben einen Kühlkörper mit passendem 
Rth und Cth.

Mosfet im D2PAK und 10-80W machen mich außerdem schon sehr stutzig. Du 
hast doch nicht etwa vor, den FET im linearen Bereich zu betreiben? Das 
kann sehr schnell in die Hose gehen, die meisten FET sind dafür nicht 
geeignet. Für linearen Betrieb ist ein bipolarer Transistor auf jeden 
Fall besser geeignet.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Mosfet im D2PAK und 10-80W machen mich außerdem schon sehr stutzig. Du
Das muß Dich nicht stutzig machen. Das sind keine realen Werte, sondern 
nur Rechenwerte, bzw. Werte für theoretische Einsatzfälle.
Also wenn Du in der Lage bist, die Kühlfläche des Teils auf 25°C zu 
halten, dann kannst Du auch 80W damit verbraten. Da aber gerade 
SMD-Teile das Problem haben, in Verbindung mit der für SMD üblichen 
Leiterplattenmontage nicht genügend geringe Wärmeübergangswiderstände zu 
bieten, bzw. die Ableitung recht schwierig ist, wird die erlaubte 
Leistung deutlich geringer sein.
Wenn da im DB also 80W stehen , dann ist das schon richtig - man muß nur 
wissen, unter welchen Bedingungen dies gilt.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Stefan L. schrieb:
> hast doch nicht etwa vor, den FET im linearen Bereich zu betreiben? Das
> kann sehr schnell in die Hose gehen, die meisten FET sind dafür nicht
> geeignet. Für linearen Betrieb ist ein bipolarer Transistor auf jeden
> Fall besser geeignet.
???
Beleg?

Autor: Mine Fields (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Das muß Dich nicht stutzig machen. Das sind keine realen Werte, sondern
> nur Rechenwerte, bzw. Werte für theoretische Einsatzfälle.

Das meinte ich nicht. Es ging mir explizit darum, dass ich befürchte, 
dass der TE den Fet im linearen Bereich betreiben möchte und man da 
Probleme bekommen kann.

Michael H. schrieb:
> ???
> Beleg?

http://www.st.com/stonline/products/families/trans...

http://www.elforum.ch/uploads/media/PowerParts_AG.pdf

Autor: Daniel (Gast)
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Nein, der FET wird natürlich nicht im linearen Bereich sondern nur 
diskret leitend/sperrend betrieben.

Bei I=100A kommt man dann auf P_V = I^2*RDs_on = 15W
Normaler Betriebsstrom wird ca 35A sein, da sind die Verluste dann 
unwesentlich.

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