Hallo zusammen,
ich weiß, dass es schon viele Topics zum Kühlkörper und deren Berechnung
gibt. Ich würde allerdings gerne wissen, ob ich meine Berechnungen
richtig gemacht habe und hätte dann noch ein paar weitergehende Fragen.
Gegebene Daten:
Tj= 200 °C (Sperrschichttemperatur)
Rjc= 17.5 °C/W (Junction - Case)
Rck= 0.3 °C/w (Case - Kühlkörper)
Pv= 3.75 W
Tu= 25°C (Umgebungstemperatur)
Jetzt berechne ich nach der Formel:
RthK= (Tj - Tu) / Pv - (Rjc + Rck) = (200 - 25)/3,75 - (17.5 + 0.3)
= 28,87 °C/W, also ca. 29°C/W
Jetzt habe ich den maximalen Kühlkörper berechnet. Meine Frage ist nun,
wie heiß wird dieser?
Ist die folgende Rechnung richtig:
deltaT= Pv*RthK = 3,75 W * 29 = 108,75 °C
Also wird der Kühlkörper 108,85°C wärmer als die Umgebungstemperatur?
Wenn ich den Kühlkörper jetzt so auslegen möchte, dass dieser maximal
Tmax= 45°C warm wird, wie müsste ich da vorgehen?
RthK= deltaT/PV = 20/3.75 = 5.3 K/W
mit deltaT = Tmax - Tu = 45 -25 = 20 °C
Vielen Dank für eure Hilfe.
Ich hoffe, ich habe keine Angabe vergessen.
Viele Grüße
Heinz
Im Prinzip alles richtig. Hier steht in 5.3 alles dazu drin http://www.fer.hr/_download/repository/Linear___Switching_Voltage_Regulator_Handbook_(ON_Semiconductor).pdf Ausserdem sollte man Schaltungen in westeuropäischen Haushalten auf 40 GradC Umgebungstemperatur auslegen, und wissen, daß die K/W eines Kühlkörpers nur bei optimaler Montage (Kamineffekt) gelten.
Heinz.Ferdinand schrieb: > Tj= 200 °C (Sperrschichttemperatur) Du lässt dir überhaupt keine Reserve! Sind 200° überhaupt zulässig? Heinz.Ferdinand schrieb: > Rjc= 17.5 °C/W (Junction - Case) > Rck= 0.3 °C/w (Case - Kühlkörper) und wo ist der Wärmewideratand des Kühlkörpers? der muss auch noch dazu. ggf. als Variable nach der du durch umstellen der Gleichung auflöst. Heinz.Ferdinand schrieb: > RthK= (Tj - Tu) / Pv - (Rjc + Rck) = (200 - 25)/3,75 - (17.5 + 0.3) > = 28,87 °C/W, also ca. 29°C/W Du gehst von dan absoluten Grenzwerten aus und dann rundest du noch auf. We sillst du im Sommer die 25°C garantieren? Deine Halbleitertemperatur berechnet sich zu Tj = Rth * Ptot + Tumg mit: Tj = Siliziumtemperatur Rth = GesamtWärmewiderstand Ptot = Am Bauteil abfallende Verlustleistung Tumg = Umgebungstemperatur Rth ist die Summe aller Einzelwärmewiderstände also hast du Tj = (Rth * Ptot = Rjc + Rck + Rkk + ...) * Ptot + Tumg Rkk = Wärmewiderstand des Kühlkörpers Das stellst du jetzt nach Rkk um, nimmst für die Umgebungstemperatur das Maximum, was im Gehäüse vorkommen kann (50°C ?) und als Tj nicht 200°C sondern höchstens 150°C
Hallo, vielen Dank für die schnellen Antworten. Jetzt versuche ich es nochmal, unter Berücksichtigung von Reserven: Tj= 200 °C, als Reserve 50°C -> Tj= 150 °C Rjc= 17,5 °C/W Rck= 0,3 °C/W Rkk= gesuchter Kühlkörperwärmewiderstand Tu= 40°C Pv= 3,75 W Tj = Rth * Pv + Tu Rth= Rjc + Rck + Rkk Rkk= (Tj- Tu) / Pv-(Rjc + Rck) = 11,5 °C/W Die Temperatur am Kühlkörper wäre dann: Tkk= Rkk* Pv= 43,25 C Ist das nun korrekt oder habe ich irgendetwas nicht berücksichtigt? Vielen Dank für eure Hilfe. Viele Grüße Heinz
Heinz.Ferdinand schrieb: > Tkk= Rkk* Pv= 43,25 °C Ich wollte schreiben, dass die Temperatur am Kühlkörper dann um 43,25°C höher ist als zur Umgebungstemperatur. Wären diese Annahmen richtig? Danke für die Hilfe.
Das kann man auch ohne große Formelklopperei machen. Also: delta T sei 20K (oder °C) Rjc = Sperrschicht - Gehäuse Rcs = Gehäuse - Kühlkörper Rsa = Kühlkörper - Umgebung delta T = Pv * Rgeasamt_th = Pv * (Rjc+Rcs+Rsa) Rsa = delta (T /Pv) - Rjc - Rcs = (20K/W / 3.75W) -17,5 K/W -0,3K/W Rsa = -12,4 K/W, geht also nicht! Dein Rjc ist viel zu schlecht. Knut
Knut schrieb: > Das kann man auch ohne große Formelklopperei machen. > Also: > > delta T sei 20K (oder °C) > > Rjc = Sperrschicht - Gehäuse > Rcs = Gehäuse - Kühlkörper > Rsa = Kühlkörper - Umgebung > > delta T = Pv * Rgeasamt_th = Pv * (Rjc+Rcs+Rsa) > > Rsa = delta (T /Pv) - Rjc - Rcs = (20K/W / 3.75W) -17,5 K/W -0,3K/W > > Rsa = -12,4 K/W, geht also nicht! Danke für die Antwort. Im Prinzip hast du ja auch die Formel verwendet. Was ich allerdings nicht ganz nachvollziehen kann, ist die Angabe über delta T. Wie kommst du da auf einen Wert von 20? Habe ich bei meiner Rechnung etwas übersehen? Viele Grüße Heinz
Hallo zusammen, kann mir vllt. jemand kurz sagen, ob ich meine korrigierte Rechnung jetzt zumindest richtig gemacht habe oder habe ich da irgendwo einen Fehler drin? Vielen Dank für eure Hilfe. Viele Grüße Heinz
Heinz.Ferdinand schrieb: > Ist das nun korrekt oder habe ich irgendetwas nicht berücksichtigt? Fast, was nicht stimmt ist: Heinz.Ferdinand schrieb: > Tkk= Rkk* Pv= 43,25 C Über den Wärmewiderstand berechnest du immer eine Temperaturdifferenz. Tkk = Rkk * Pv + Tumgebung bei dir also Tkk = 43,25K + Tumgebung. Die Umgebungstemperatur ist jetzt natürlich von äusseren Umständen abhängig. Bei 20°C wäre dein Kühlkörper also schon über 60 Grad heiß. Knut hat das im Prinzip genauso berechnet, warum er allerdings für die maximale Differenztemperatur zwischen Umgebung und Helbleiterinnerem nur max. 20 Grad angesetzt hat bleibt wohl sein Geheimnis. Prinzipiell gilt immer: je kühler dein Halbleiter, desto geringer seine Ausfallwahrscheinlichkeit und desto höher die Lebensdauer. Zumindest solange wie man nicht < 0°C kommt :-) Ansonsten siehst du die die max. Temperatur des Halbleiters im Datenblatt.
Hi, weil er es in seinem ersten Post so haben wollte. Aber offensichtlich habe ich mich verlesen und statt einer Temperaturerhöhung des KK von 20K habe ich eine Gesamttemperaturerhöhung von 20K zu berechnen versucht. Mein Fehler Knut
U.R. Schmitt schrieb: > bei dir also > Tkk = 43,25K + Tumgebung. Vielen Dank für die Antwort. Das habe ich ja versucht zu schreiben, habe es nur in Worte gefasst anstatt in der Formel mit anzugeben. Aber jetzt weiß ich zumindest, wie es in die Formel mit eingeht: Heinz.Ferdinand schrieb: > Ich wollte schreiben, dass die Temperatur am Kühlkörper dann um 43,25°C > höher ist als zur Umgebungstemperatur. Knut schrieb: > Hi, > weil er es in seinem ersten Post so haben wollte. Aber offensichtlich > habe ich mich verlesen und statt einer Temperaturerhöhung des KK von 20K > habe ich eine Gesamttemperaturerhöhung von 20K zu berechnen versucht. Auch dir vielen Dank, Knut. Das hat mich jetzt wirklich einen großen Schritt weiter gebracht. Auf bald! :-) Viele liebe Grüße Heinz
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