Kühl-Versuchsstand, Heizen mit Transistoren etc.

Bei 120°C kannst du mit Transistoren nicht mehr vernünftig heizen, weil 
deren Sperrschichttemperatur ja dann noch deutlich höher wäre und da 
dürfen die kaum noch belastet werden. Ein Diagramm zur 
Leistungsreduktion mit der Temperatur gibts in jedem DB.

http://www.vishay.com/docs/50045/rtop.pdf

Hi,

also 120°C war nur die oberste Grenze, die nicht wirklich erreicht 
werden soll. Mein Fokus ist auf möglichst hoher Wärmestromdichte. Die 
notwendige Elektrik sollte klein und günstig sein, da ich die 
Kühlerkomponenten auch bauen werde und dann irgendwann das Budget 
erschöpft ist.

Mittlerweile weis ich auch wieder woher die Idee mit MOSFET heizen kam:
http://www.ednasia.com/ART_8800505460_1000004_TA_b370e9df.HTM
kann man machen, aber eher im niedrigen Leistungsbereich und ohne diese 
zu messen.

Ich hatte ein Problem mit den Leistungswiderständen v.a. was die Größe 
und die Kosten angeht.

@Gregor
Danke, der Vishay Widerstand sieht bereits recht gut aus. Hab im 
Anschluss dann die hier gefunden die reichen könnten:
http://www.reichelt.de/Dickschichtwiderstaende-TO220/RTO-50F-2-2/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=89480;GROUPID=4336;artnr=RTO+50F+2%2C2

TO220 Package ist klein genug um mehrere dieser Art konzentriert unter 
die Platte zu bekommen.

@Kai Laut Datenblatt haben die Widerstände ihr Leistungsmaximum immer 
bei RT und nimmt dann vermutlich wegen des Temperaturkoeffizienten 
(wachsender Widerstand-> geringerer Strom) langsam ab.
Der Umstand das gekühlt wird ist ja generell bei diesen Widerständen 
bereits eingeplant, d.h. ich bewege mich da nur im normalen Spektrum des 
Bauteils.

Hab mir das mitm bipolar Transistor notiert.

In den Datenblättern steht drinnen das man die Widerstände auch für 
kurze Zeit höher belasten kann, Overload. Wäre es denn möglich mit PWM 
die Widerstände gepulst mit höheren Strömen und damit höherer Leistung 
zu betreiben? statt 100W konstant -> 200W gepulst?

Hat jemand schonmal mit diesen Heizelementen gearbeitet? :

http://www.conrad.de/ce/de/product/532894/PTC-Heizelement-12-V-Betriebsspannung-12-VDC-Leistung-Max-150-W-Oberflaeche-Heizplatte-ca-240-C

Mir ist bei dem Element nicht ganz klar, ob man die Wärmeleistung auch 
komplett über Wärmeleitung abführen könnte, oder ob es zwingend den 
Luftstrom dadurch braucht.

Danke nochmal für die Antworten

> ob man die Wärmeleistung auch komplett...

Diese Frage stellt sich nicht mehr, wenn du die "Beschreibung" zu diesem 
Produkt liest.

Beschreibung

Das sehr kompakte und...
Bei Erreichen der maximalen Heiztemperatur sinkt die Stromaufnahme.....

Durch die Entnahme einzelner Heizplatten lässt sich die Heizleistung 
variieren.
Bei Inbetriebnahme mit drei Heizplatten und einer Umgebungstemperatur
von 25 °C sowie einem Luftstrom von 3 m/s durch das Element kann die 
aufgenommene elektr. Leistung bis zu 150 W betragen.
Im Dauerbetrieb ohne Luftdurchsatz (Tamb = 25 °C) beträgt die Strom-
aufnahme ca. 1,75 A.
Die seitlich .....
Bitte beachten Sie das Datenblatt.

1. PWM würde ich vermeiden um mögliche Einflüsse auf die Messung klein 
zu halten. -__-_ -_ ...
2. Frage ist auch, an WELCHEM Punkt die Temperatur genau sein soll.
3. Thermische Trägheit Deiner Elemente =?
4. >bis zu 300-350W an Leistung durch diese kleine Fläche
Das scheint mir etwas optimistisch bei 5x5cm ohne Wasserkühlung?

@Aufmerksamer Leser
Danke, ich habe das Datenblatt und die Beschreibung zuvor gelesen. Die 
Frage stellt sich dennoch.
Ist es beispielsweise möglich die Elemente mit WLP zu vergießen und die 
Wärme über Wärmeleitung abzuführen, oder könnte dies die Elemente 
beschädigen?

Bei vielen Bauteilen ist so z.B. nicht die effektive Leistung 
entscheidend, sondern die maximale Wärmedichte, die Leistung die auf 
kleiner Fläche abgegeben werden kann. (Bevor die thermische Verfüllung 
anfängt zu glühen/schmelzen etc)

Da der Wärmeübergang an Luft alles andere als effizient ist (Re,Nu,Pr), 
würd ich erwarten mit WLP deutlich mehr Leistung abgeben zu können als 
mit dem Luftzug. Könnte das Element jetzt dadurch Schaden nehmen oder 
eher nicht?

Wie sieht die Schaltung bei dem Element aus? Könnte man die einzelnen 
Elemente rausnehmen und in eine neue Halterung einpassen?

@oszi
1.Du meinst wegen dem zusätzlichen Noise, beim Messen des Stroms? Das 
Problem ist nur, ich hab mit der IO Karte ne bessere Zeit-Auflösung als 
ne Spannungsauflösung für die Ausgänge. Auch wegen der Trägheit der 
Widerstände/Heizelemente wirds kein hochfrequentes PWM.

2.Die Temperatur würde ich gern mittig des 50x50mm Abschnitts erfassen. 
(separater Schaltkreis, direkt an den IO Inputs, Pt-Sensor da ich mit 
diesen bereits gearbeitet habe)

3.Über die th. Trägheit kann ich noch nichts aussagen.

4. Es soll möglich sein sowohl luft- als auch flüssigkeitsbasierte 
Kühlungen zu betrachten. Kernfrage ist auch ob eine höhere Kühlleistung 
als mit konventioneller WaKÜ erreicht werden kann. Daher die hohe 
angepeilte Leistung.