Simulation: Wärmeleitung und Kühlung

Threatersteller Gast #2018766
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Hallo zusammen,

ich habe vor an MOSFETs, die ich als elektronische Last einsetze, 
maximal viel Leistung sprich Wärme umzusetzen. Bei der Auslegung der 
Kühlung will ich nichts dem Zufall überlassen und sie auch nicht 
wesentlich größer als es sein muss auslegen.
Kennt jemand ein Programm mit dem ich den Wärmefluss simulieren kann? 
Möglichst freeware, ggf. Testversion für ein paar Tage müsste reichen.

Meine alternative währe das ganze in Maltab reinzuhacken, da ich aber 
nicht der erste bin der sowas machen will gehe ich davon aus, das es 
Programme gibt bei denen man wesentlich schneller zum Ziel kommt.

Grüße

    Jack
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Falk B. #2018793
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@  Threatersteller (Gast)

Warum willst du uns bedrohen? Oder willst du lieber der Threadersteller 
sein. Aber selbst das ist noch dümmlichstes Denglisch. Anyway.

>ich habe vor an MOSFETs, die ich als elektronische Last einsetze,
>maximal viel Leistung sprich Wärme umzusetzen.

Ich schätze mal, so um die 100% ;-)

> Bei der Auslegung der
>Kühlung will ich nichts dem Zufall überlassen und sie auch nicht
>wesentlich größer als es sein muss auslegen.

naja

>Kennt jemand ein Programm mit dem ich den Wärmefluss simulieren kann?
>Möglichst freeware, ggf. Testversion für ein paar Tage müsste reichen.

Was spricht gegen eine einfach Berechnug des Kühlkörpers? Käufliche 
Kühlkörper geben ihren Wärmewiderstand im Datenblatt an, damit kann man 
ganz gut rechnen.

MFG
Falk
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Threadersteller Gast #2018917
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Threa-T-ersteller OK, der ist mir raus ;)

Es geht darum über den Zeitraum von einigen Sekunden mehrere 10KW an 
Wärme abzuführen. Um den 'Spreading' Wärmewiderstand gering zu halten 
sollen die Halbleiter auf Kupfer montiert werden. Mit 400W/mK ist Kupfer 
dafür prädestiniert.
Da Kupfer bezüglich spezifischer Wärmekapazität und damit auch Gewicht 
und Preis anderen Medien unterlegen ist, soll der weitere Wärmetransport 
auf anderem Wege realisiert werden.
Ich will nun berechnen/simulieren, wie groß die Kupferschicht sein muss 
umd die effektive Wärmeflussdichte auf ein akzeptables Maß zu bekommen. 
Und prüfen ob es auch ohne aktive Kühlung funktionieren kann.

Je nachdem wie gut die Kühlung arbeitet werden zwischen 250 und 300 
Leistungshalbleiter verbaut werden.
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Falk B. #2018929
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@  Threadersteller (Gast)

>Es geht darum über den Zeitraum von einigen Sekunden mehrere 10KW an
>Wärme abzuführen.

Das hatten wir vor kurzem.

>sollen die Halbleiter auf Kupfer montiert werden. Mit 400W/mK ist Kupfer
>dafür prädestiniert.

Ja. Aber in ein paar Sekunden kommen große Kühlkörper meist nicht "in 
Schwung", sprich, es wird viel über die Wärmekapazität gepuffert.

>und Preis anderen Medien unterlegen ist, soll der weitere Wärmetransport
>auf anderem Wege realisiert werden.

Hmm.

>Je nachdem wie gut die Kühlung arbeitet werden zwischen 250 und 300
>Leistungshalbleiter verbaut werden.

Na dann mal los.

MFg
Falk
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Olaf Gast #2019053
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> Es geht darum über den Zeitraum von einigen Sekunden mehrere 10KW an
> Wärme abzuführen.

Ich hab mal geholfen sowas zu installieren. Bei einer Firma mit dem 
Namen Flachglas. Die benutzen das um in 2-3s die Oberflaeche einer 
Glasscheibe mit mehreren Quadratmetern zum gluehen zu bringen um sie zu 
haerten. Da fuehlt man sich selbst in 5m Entfernung noch wie ein Toast 
im Toaster wenn das fuer 1s eingeschaltet wird.

Und das machst du mit Halbleitern? Ich denke auch das es sportlich wird. 
:-)

Olaf
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Threadersteller Gast #2019191
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>Sportlich! Wieviel Sekunden? Wieviel KW?
&
>Und das machst du mit Halbleitern? Ich denke auch das es sportlich wird.
>:-)


Es werden rund 40kW für 3-8 Sekunden sein...


Im ersten Schritt gehts mir darum das thermische Konzept zu erstellen, 
da sich daraus die weiteren Schritte ableiten.

Wahrscheinlich wirds doch auf eine Simulation in Matlab rauslaufen. Hab 
nach einiger Suche noch nichts passendes gefunden. Für die eine 
Sumulation eine kostenpflichtige Software anzuschaffen wird sich kaum 
lohnen. Zum andern bis ich mich in ein anderes Programm eingearbeitet 
habe ist das Matlab Skript bestimmt auch fertig..

Lasse mich aber gerne eines Anderen überzeugen!
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Ralph B. #2019259
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Ich vermute mal das das einer der berühmten Studien-oder 
Abschlussarbeiten eines werdenden Ingenieurs ist.

Es ist schon ziemlich wahnwitzig so hohe Leistungen mit Transistoren zu 
verbraten. Auch wenn es nur 3-8 Sekunden sind. Sowas ist schnell eon 
Projekt, wo in solchen Projekten erfahrene Firmen mehrere Leute ein 
ganzes Jahr beschäftigen, bis sowas einwandfrei läuft.

Ich würde mal mit kleineren Leistungen anfangen um überhaupt mal eine 
Ahnung zu bekommen , welche Schwierigkeiten so auftauchen.

Rechne mal mit mehreren hundert Transistoren auf einen wassergekühlten 
Kühlkörper. Mit Lüfter alleine wirst du keine Chance haben. Oder nehme 
einen Durchlauferhitzer.

Ralph Berres
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