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
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
