Hallo, ich betreibe gerade einen SiC-MOSFET in einem Tiefsetzsteller und möchte gerne Rückschlüsse auf die Sperrschichttemperatur ziehen. Messen kann ich jedoch nur die Gehäuseaußentemperatur sowie Eingangsstrom und Spannung des Tiefsetzstellers und dessen Ausgangsspannung. Aus dem Datenblatt kenne ich den "Thermal Resistance from Junction to Case" =0,6 K/W. Außerdem ist ein Maximalwert von 40 K/W für den "Thermal Resistance From Junction to Ambient" angegeben. Die Außentemperatur beträgt 22°C. Den thermischen Widerstand des Kühlkörpers kenne ich leider nicht. Kann mir jemand helfen und sagen, wie ich die Sperrschichttemperatur annähernd berechnen kann? Gibt es eine Möglichkeit von der Temperatur auf die Verlustleitung rückzuschießen? Vielen Dank für Eure Hilfe.
Das gibt es viele Weg, mal einfach und nur grob, mal aufwändig dafür präzise. Die Sperrschichttemperatur kann man IMHO recht genau bestimmen, wenn man die Temperatur direkt am Kühlkörper des MOSFETs messen kann. Dann kann man über die hoffentlich bekannte Verlustleistung und den Wärmewiderstand auf die Sperrschicht hochrechnen. Nachteil: Man muss an der zentralen Stelle, wo die Wärme auf den Kühlkörper übergeht, den Sensor anbringen. Nicht einfach. Eine andere Methode arbeitet "rückwärts". Man bestimmt im realen Aufbau die Temperatur des Halbleitergehäuses, das kann ruhig der Kunststoffteil sein, indem man durch den MOSFET rückwärts eine definierte Leistung einspeist. Die Bodydiode verheizt diese. Damit kann man auch später im realen Aufbau die Korellation zwischen Temperatur und Verlustleistung herstellen. Will man dann noch exakt die Sperrschichttemperatur wissen, muss man die Flußspannung der Bodydiode messen. Dazu schaltet man kurz (<<1s) den Laststrom zur Erwärmung auf einen konstanten Messtrom von beispielsweise 1mA um (Konstantstromquelle!) und misst die Flußspannung. Die kann man einfach über die thermische Kennlinie der Diode auf die Temperatur umrechnen, so um die -2mV/K. Das ist aber nur grob, denn jeder Dioden/MOSFET Typ hat einen andernen Koeffizienten. Die Rückrechung auf die Temperatur kann man genau nur nach einer Kalibrierung machen. D.h. man legt das Bauteil in den Wärmeofen und lässt es temperieren und misst die Flussspanunung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur, natürlich auch wieder mit dem konstanten Messtrom. Über diese Kennlinie kann man sehr genau die Sperrschichttemperatur ermitteln. Mit der Methode haben wir schon verschiedene Baugruppen auf ihr Kühlverhalten hin untersucht. Erst in den Klimaschrank, Kennlinie ausmessen. Dann inverse Speisung von aussen und Messung der Flussspannung. Damit kann man recht genau den realen Gesamtwärmewiderstand von der Sperrschicht der Leistungshalbleiter zur Rest der Welt messen. MfG Falk
Die Temperatur des Kühlkörpers weist eine gewisse thermische Trägheit auf. Bevor Hans die Tempertur am KK gemessen hat könnte manches Siliziumkristall schon Sekunden vorher geschmolzen sein? Eigentlich gibt es für jedes Teil ein Datenblatt? Das gilt natürlich nicht bei gefakten Teilen oder groben Mißbrauch.
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