Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verlustleistungsabgabe der verschieden Halbleitergehäuse


von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Hallo zusammen,

suche schon eine ganze weile nach Informationen über das 
Leistungsabgabevermögen der verschiedenen Gehäusebauformen.

Das weitverbreitete TO-220 wuste ich mal, kann aber meine Quelle nicht 
mehr finden.

Kann ein TO-218 mehr Leistung verbraten als ein T0-247 ?


Bernd_Stein

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Das kommt immer drauf an. In jedem Datenblatt von Leistungshalbleitern 
findest du den Rth j-c (Thermal resistance junction case) [°C/W] / 
[K/W]. Allein der ist entscheidend in Verbindung mit der Tj.

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Marian B. schrieb:
> Das kommt immer drauf an. In jedem Datenblatt von Leistungshalbleitern
> findest du den Rth j-c (Thermal resistance junction case) [°C/W] /
> [K/W]. Allein der ist entscheidend in Verbindung mit der Tj.
>
Ja, aber überschlagsmäßig kann man doch etwas sagen.
Ein SOT-123 Gehäuse kann ja nicht die Leistung eines TO-3 Gehäuses ab.
Verstehst Du was ich meine ?

Die Gehäusegröße steht ja auch direkt im Zusammenhang mit der abgebbaren 
Verlustleistung.


Bernd_Stein

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Bernd Stein schrieb:
> Marian B. schrieb:
>> Das kommt immer drauf an. In jedem Datenblatt von Leistungshalbleitern
>> findest du den Rth j-c (Thermal resistance junction case) [°C/W] /
>> [K/W]. Allein der ist entscheidend in Verbindung mit der Tj.
>>
> Ja, aber überschlagsmäßig kann man doch etwas sagen.
> Ein SOT-123 Gehäuse kann ja nicht die Leistung eines TO-3 Gehäuses ab.
> Verstehst Du was ich meine ?
>
> Die Gehäusegröße steht ja auch direkt im Zusammenhang mit der abgebbaren
> Verlustleistung.
>
> Bernd_Stein

Klar verstehe ich das, so eine Aussage macht nur wenig Sinn. Es gibt 
z.B. TO-220-Chips mit fünf, sechs oder gar sieben(!) K/W junction-case 
Wärmewiderstand, aber eben auch welche mit 1.5 K/W Rthj-c. Also grob 
Faktor drei bis vier Variation in ein und demselben Gehäuse.

Gerade bei deiner ursprünglichen Frage
> Kann ein TO-218 mehr Leistung verbraten als ein T0-247 ?
gibt es keine pauschale Antwort. Manche Chips im 218er können mehr 
Verlustleistung abgeben als im 247er und umgekehrt.

: Bearbeitet durch User
von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Marian B. schrieb:
> Gerade bei deiner ursprünglichen Frage
>> Kann ein TO-218 mehr Leistung verbraten als ein T0-247 ?
> gibt es keine pauschale Antwort. Manche Chips im 218er können mehr
> Verlustleistung abgeben als im 247er und umgekehrt.
>
Danke für die deutlichen Aussagen.


Bernd_Stein

von Klaus R. (klara)


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Bernd Stein schrieb:
> Danke für die deutlichen Aussagen.

Es ist doch heutzutage kein Problem mehr an Informationen zu einem 
Bauteil zu kommen, zumindest nicht an den geläufigen.

http://www.alldatasheet.com/
Gruss Klaus.

von Floh (Gast)


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Gerade bei SMD-Bauteilen ist auch der Footprint entscheidend für die 
Wärmeableitung und damit die mögliche Verlustleistung.

Hatte ich schon, TVS-Dioden im selben Gehäuse (SMC) und nur ein 
Hersteller konnte mehr als 3kW Pulsbelastung. Der hatte sich dann eben 
ein größeres Footprint zurechtgeschustert um die Wärmeanbindung besser 
hinzukriegen.

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)



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Habe mein Quelle wieder gefunden, aber leider werde ich da nicht schlau 
draus, wieviel Watt denn nun z.B. so ein T0-220 Gehäuse verbraten kann.


Bernd_Stein

von Klaus R. (klara)


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Marian B. schrieb:
> Marian B

Marian B. hat eigentlich schon das Wesentliche gesagt.

Ich denke das dieser Artikel das Thema einfach, nachvollziehbar 
behandelt.
http://www.amateurfunkbasteln.de/kuehlk_berechnen/index.html

Gruss Klaus.

von Falk B. (falk)


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@ Floh (Gast)

>Hatte ich schon, TVS-Dioden im selben Gehäuse (SMC) und nur ein
>Hersteller konnte mehr als 3kW Pulsbelastung. Der hatte sich dann eben
>ein größeres Footprint zurechtgeschustert um die Wärmeanbindung besser
>hinzukriegen.

Kann ich nicht glauben. Denn GERADE bei PULSBelastung ist die Wärmeabfür 
des gehäuses Nebensächlich, da das eher langsam (>100ms) erfolgt. Kurze 
Pulse muss der Chip komplett schlucken, ohne zu überhitzen. Darum ist 
die Dauerverlustleistung für SMB(5W) und SMC(6,5W) Gehäuse fast gleich. 
Und diese Werte gelten NUR, bei einem idealen Kühlkörper mit 50°C.

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
also ich habe ein konkretes Beispiel für den BUZ11 im TO220 - Gehäuse 
gefunden.
http://books.google.de/books?id=CSei8-a3C30C&pg=PA319&lpg=PA319&dq=berechnung+w%C3%A4rmeableitung+Leistungshalbleiter+to220&source=bl&ots=qpCkphjJpH&sig=89Xuy8Z1YgJQTwVCAztkyY1PyzU&hl=de&sa=X&ei=LLLXUrqGEYyjhge4w4GYBQ&ved=0CFkQ6AEwBQ#v=onepage&q=berechnung%20w%C3%A4rmeableitung%20Leistungshalbleiter%20to220&f=false

Auf Seite 320 haben wir:
wenn die Kerntemperatur nicht 150°C übersteigen soll und die 
Verlustleitung 20W beträgt, dann brauchen wir einen Kühlkörper mit 
3,58K/W.

Du siehst, wenn man mit der Kerntemperatur nicht so hoch gehen will, um 
den Halbleiter etwas länger leben zu lassen, muss man einen grösseren 
Kühlkörper wählen oder ihn mit einem Lüfter besser kühlen. Man kann also 
einiges extern an Aufwand betreiben. Was Du nicht beeinflussen kannst 
ist der innere thermische Widerstand zwischen Junction und Case. Die ist 
hier mit 1,67K/W angegeben. Also bei 20W fallen schon 33,4°C 
Kerntemperatur an.
Gruss Klaus.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Kann ich nicht glauben. Denn GERADE bei PULSBelastung ist die Wärmeabfür
> des gehäuses Nebensächlich, da das eher langsam (>100ms) erfolgt.

Da hast du recht. Leider sind C_th-Angaben in Datenblättern die absolute 
Ausnahme. Oft helfen nur praktische Versuche, d.h. eine eigene 
Qualifizierung.

Max

von Soul E. (Gast)


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Bernd Stein schrieb:

> Habe mein Quelle wieder gefunden, aber leider werde ich da nicht schlau
> draus, wieviel Watt denn nun z.B. so ein T0-220 Gehäuse verbraten kann.

TO-220 beschreibt nur die äussren Abmessungen. Wie das Die an die 
Kühlfahne angebunden ist, hängt vom Hersteller ab. Das bestimmt den Rth.

Die zulässige Verlustleistung ergibt sich dann aus der äußeren 
Temperatur der Kühlfahne (die Du über deine Kühltechnik vorgibst), aus 
dem herstellerabhängigen Rth, und aus der herstellerabhängigen maximal 
zulässigen Chiptemperatur Tj.

Mit so vielen Unbekannten kann man nur Hausnummern angeben: TO-220 kann 
ca 0,5-1 W bei reiner Luftkühlung und bis zu 50 W an einem sehr großen 
Kühlkörper.

von Flow (Gast)


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Dazu steht in der grünen Siemens "Technische Mitteilungen"
Titel: Wärmeableitung bei Transistoren:
"Da aber meist R_thC >> R_thK ist und infolgedessen der
Hauptteil der Wärme über den Kühlkörper abgeleitet wird,
kann 1/R_thC vernachlässigt werden.
Der für die Gehäuseform charakteristische Wärmewiderstand
R_thC wird in den Datenblättern nicht angegeben. Er beträgt
z.B. für die Normgehäuse

TO-1  ~250 grd/W
TO-3  ~50  grd/W
TO-5  ~180 grd/W
TO-18 ~400 grd/W

Schrifttum:
Koschel, Jäger
Probleme der Zuverlässigkeit vo Halbleiter-Bauteilen
Siemens Techn. Mitt. Best.Nr. 1-6300-064

Hoppe, Noack
Näherungsweise Berechnung der Betriebstemperatur von
Nachrichtengeräten
NTZ 1963 Heft 2 Seite 91 bis 96

Semiconductor Cooling Handbook
Wakefield Engeneering

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Flow schrieb:
> TO-1  ~250 grd/W
> TO-3  ~50  grd/W
> TO-5  ~180 grd/W
> TO-18 ~400 grd/W
>
Na da sind doch nun solche " Faustformeln ", wie ich sie suche.
Allerdings nicht für meine Gehäuseformen T0-218 bzw. T0-247.


soul eye schrieb:
> Mit so vielen Unbekannten kann man nur Hausnummern angeben: TO-220 kann
> ca 0,5-1 W bei reiner Luftkühlung und bis zu 50 W an einem sehr großen
> Kühlkörper.
>
Na also, das ist doch mal eine Aussage mit der man was anfangen kann.


Bernd_Stein

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Flow schrieb:
> Der für die Gehäuseform charakteristische Wärmewiderstand
> R_thC wird in den Datenblättern nicht angegeben. Er beträgt
> z.B. für die Normgehäuse
>
> ...

Das stimmt doch gar nicht.

von Klaus R. (klara)


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Bernd Stein schrieb:
> soul eye schrieb:
>> Mit so vielen Unbekannten kann man nur Hausnummern angeben: TO-220 kann
>> ca 0,5-1 W bei reiner Luftkühlung und bis zu 50 W an einem sehr großen
>> Kühlkörper.
>>
> Na also, das ist doch mal eine Aussage mit der man was anfangen kann.

Das Datenblatt wird Dir nicht erspart bleiben.

von Soul E. (Gast)


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Bernd Stein schrieb:

> Na also, das ist doch mal eine Aussage mit der man was anfangen kann.

Dann nimm das mal zwei für die dicken Gehäuse.


Der Blick ins Datenblatt wird Dir aber nicht erspart bleiben.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Marian B. schrieb:
> Flow schrieb:
>> Der für die Gehäuseform charakteristische Wärmewiderstand
>> R_thC wird in den Datenblättern nicht angegeben. Er beträgt
>> z.B. für die Normgehäuse
>> ...
>
> Das stimmt doch gar nicht.

ACK

Außerdem ist die Siemens(?) Nomenklatur mal wieder total daneben. Was 
bitte soll denn R_thC sein? Viel besser ist R_thje, das ist der 
thermische Widerstand zwischen j (Junction, Sperrschicht) und e 
(Environment, Umgebung). "c" steht bei dieser besseren Nomenklatur für 
case (Gehäuse).

Ach ja. Wie schon etwas verklausuliert gesagt, spielt bei Gehäusen, die 
auf einem Kühlkörper montiert sind, der Wärmewiderstand des Gehäuse ohne 
Kühlkörper genau gar keine Rolle mehr. Rein technisch liegt der zwar 
parallel zum Wärmewiderstand aus Gehäuse + Montage (Isolation?) + 
Kühlkörper. Ist aber eben um so vieles größer, daß er praktisch keine 
Rolle spielt. Ähnlich wie man die Masse des Schmutzfilms auf der 
Karosserie nicht bei der Berechnung von Achslasten berücksichtigt ... ;)


XL

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Axel Schwenke schrieb:
> ein technisch liegt der zwar
> parallel zum Wärmewiderstand aus Gehäuse + Montage (Isolation?) +
> Kühlkörper. Ist aber eben um so vieles größer, daß er praktisch keine
> Rolle spielt.

Wärmewiderstände werden genauso verrechnet wie Ohmsche Widerstände, also 
sind zwei Wärmewiderstände parallel:

Rth = 1/(1/Rth1 + 1/Rth2)

Wenn Rth1 = 4 K/W und Rth2 = 40 K/W, dann ist Rth ~3.63 K/W. Wie du 
schon sagtest, das spielt praktisch keine Rolle.

von Flow (Gast)


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> Das stimmt doch gar nicht.

 > ACK

Da ist nichts Falsches.

Definition:
R_thC = Wärmewiderst. zwischen Gehäuse u. umgebender Luft

R_thK = Wärmewiderst. zwischen KühlKörper u. umgebender Luft

Ich schrieb:
 > "Da aber meist R_thC >> R_thK ist
      =  R_thCase->Luft >> R_thKK->Luft

in Worten als Folgerung:
 > und infolgedessen der Hauptteil der Wärme
 > über den Kühlkörper abgeleitet wird,

 > kann 1/R_thC vernachlässigt werden.
   = Parallelschaltung thermischer Widerstände
wie ihr zuletzt selbst festgestellt habt.

 > Der für die Gehäuseform charakteristische Wärmewiderstand
 > R_thC wird in den Datenblättern nicht angegeben.

Ich habe also nichts anderes geschrieben als ihr selbst.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Flow schrieb:
>>> Das stimmt doch gar nicht.
>> ACK
> Da ist nichts Falsches.

Wenn richtig vernünftig zitiert, dann sieht man es:

Marian B. schrieb:
> Flow schrieb:
>> Der für die Gehäuseform charakteristische Wärmewiderstand
>> R_thC wird in den Datenblättern nicht angegeben.
>
> Das stimmt doch gar nicht.

Und so ist das wohl. Der Wert ist durchaus angegeben, wenngleich 
manchmal etwas versteckt, etwa im thermal derating. Mal ganz davon 
abgesehen, daß gerade dieser Wert weitgehend irrelevant ist. Und 
natürlich spezifisch für das Bauelement und nicht für das Gehäuse.


XL

von Flow (Gast)


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> Und so ist das wohl.
   Denke ich nicht.

 > Der Wert ist durchaus angegeben,
   Dann zeig es mal wo es R_thca als Angabe gibt, darum gehts ja.

 > wenngleich manchmal etwas versteckt, etwa im thermal derating.
   Es gibt "Thermal Informations" und "Thermal Characteristics".
   Es gibt z. B. beim TIP110 zwei Liniendiagramme:

   1. case temperature dissipation derating curve
      an der Kurve steht: R_thjc höchstens gleich 2,5°C/W

   2. free-air temperature dissipation derating curve
      an der Kurve steht: R_thja höchstens gleich 62,5°C/W

   R_thca gibt es nirgends als Angabe (so schrieb ich auch).

 > Mal ganz davon abgesehen, daß gerade dieser Wert weitgehend
 > irrelevant ist.
   Welcher Wert, R_thca?
   Er existiert, wird im Siemens Heft erwähnt, auch im Datenbuch
   Power Semic. Data Book von TI unter "Terms And Definitions"
   kannst du diese Bezeichnung finden.

 > Und natürlich spezifisch für das Bauelement und nicht für das 
Gehäuse.
   Nein, es heißt doch:
   Der für die Gehäuseform charakteristische Wärmewiderstand...


Wenn dir Liniendiagramme nicht gefallen, es gibt auch Tabellen,
z.B. beim TIP663:

R_thjc      junction-to-case thermal Resistance
R_thja      junction-to-free air "     "
R_thchs     case to heat sink    "     "
C_thc       thermal capacitance of case

Von mir aus errechne dir aus 2 anderen thermischen Angaben was du gerne 
hättest, dem steht ja nichts entgegen.
Auch mal daran gedacht, daß es laut Forderung keinen Kühlkörper geben
darf, was machst du dann?
Aber einfach nur: Das stimmt doch nicht  - ist schwach.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Flow schrieb:
>> Der Wert ist durchaus angegeben,

> Dann zeig es mal wo es R_thca als Angabe gibt, darum gehts ja.

>> wenngleich manchmal etwas versteckt, etwa im thermal derating.

>    Es gibt z. B. beim TIP110 zwei Liniendiagramme:
>
>    1. case temperature dissipation derating curve
>       an der Kurve steht: R_thjc höchstens gleich 2,5°C/W
>
>    2. free-air temperature dissipation derating curve
>       an der Kurve steht: R_thja höchstens gleich 62,5°C/W

Na bitte. Da ist doch der für dieses Bauelement in diesem Gehäuse 
charakteristische Wert. R_thja = R_thjc + R_thca.

Subtrahieren kannst du?


XL

von Harald W. (wilhelms)


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Bernd Stein schrieb:

> suche schon eine ganze weile nach Informationen über das
> Leistungsabgabevermögen der verschiedenen Gehäusebauformen.

Unabhängig von der Gehäusegröße muss man auch noch die Leistungs-
begrenzung durch den zweiten Durchbruch beachten!
Gruss
Harald

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Flow schrieb:
>> Mal ganz davon abgesehen, daß gerade dieser Wert weitgehend
>  > irrelevant ist.
>    Welcher Wert, R_thca?
>    Er existiert, wird im Siemens Heft erwähnt, auch im Datenbuch
>    Power Semic. Data Book von TI unter "Terms And Definitions"
>    kannst du diese Bezeichnung finden.

Is doch wumpe wo der überall angegeben wird, er interessiert schlicht 
nicht, wenn ich Gehäuse auf Kühlkörper bolzen will. Und sonst eigentlich 
auch nicht, einfach weil ich normalerweise immer Rthjc und Rthja habe, 
mit denen beide Fälle direkt berechnet werden können.

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Flow schrieb:
> Auch mal daran gedacht, daß es laut Forderung keinen Kühlkörper geben
> darf, was machst du dann?
>
Dies trifft auch manchmal zu, das es besser ist einfach eine größere 
Gehäuseform zu nehmen als mit mit Wärmeleitpaste und Kühlkörper zu 
handtieren, was natürlich auch noch mehr Platz einnimmt.
Ich denke deshalb bekommt man ja auch ein und das selbe Bauteil in 
verschiedenen Gehäuseformen, damit die Wärme besser abgeführt werden 
kann.

Da ist es halt gut per Faustformel zu wissen, ob dieses oder jenes 
Gehäuse überhaupt in der Lage wäre die entstandene Verlustleistung ohne 
Kühlkörper zu überleben.


Bernd_Stein

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Bernd Stein schrieb:

> Da ist es halt gut per Faustformel zu wissen, ob dieses oder jenes
> Gehäuse überhaupt in der Lage wäre die entstandene Verlustleistung ohne
> Kühlkörper zu überleben.

Wenn man grössere Leistungen ohne Kühlkörper verarbeiten will,
geht man auf Schaltbetrieb über. Ein grösseres Gehäuse bringt
da so gut wie nichts.
Gruss
Harald

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


Angehängte Dateien:

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Harald Wilhelms schrieb:
> Wenn man grössere Leistungen ohne Kühlkörper verarbeiten will,
> geht man auf Schaltbetrieb über. Ein grösseres Gehäuse bringt
> da so gut wie nichts.
>
Sprechen wir mal gezielt über MOSFET-Transitoren.
Die Allermeisten davon werden ja auf Schaltbetrieb " gezüchtet ".

Warum gibt es dann überhaupt unterschiedliche Gehäuse ?

Im Anhang mal ein Beispiel zum N-MOSFET IRFx260N.
Wie kann es sein das ein TO-220AB Gehäuse theoretisch mehr Leistung 
verballern kann als ein  TO-247AC Gehäuse, das ja größer ist ?

Wenn ich es richtig vestehe, schreiben die ja selbst das das T0-247 
Gehäuse Leistungsmäßig besser dasteht als das T0-220. Und als Vorteil zu 
beiden ( TO-220 und T0-218 ) ein isoliertes Befestigungsloch bietet.

Haben die sich bei den Leistungsangaben vertan ?

Was bedeuten überhaupt die " Zusatzangaben " AB bzw. AC ?

P.S.
Gibt es auch ein IRF 260*N* ?
Habe dazu kein Datenblatt gefunden. Außer AU IRF260 7ZTRL


Bernd_Stein

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Bernd Stein schrieb:
> Wie kann es sein das ein TO-220AB Gehäuse theoretisch mehr Leistung
> verballern kann als ein  TO-247AC Gehäuse, das ja größer ist ?

Indem man ins TO-247 z.B. einen kleineren Die packt oder schlechteres 
die-attach material (womit der Die auf der Kupferplatte/Heatspreader 
befestigt wird) nimmt.

300 W sind btw. für beide Gehäuse illusorisch.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Bernd Stein schrieb:
> Im Anhang mal ein Beispiel zum N-MOSFET IRFx260N.
> Wie kann es sein das ein TO-220AB Gehäuse theoretisch mehr Leistung
> verballern kann als ein  TO-247AC Gehäuse, das ja größer ist ?

Die Angaben sind beide illusorisch. Weder ein TO-247 noch gar ein TO-220 
Gehäuse können 300W auch nur annähernd ableiten.

Die einzig wichtige Angabe aus dem Datenblatt wäre R_th_jc - also der 
interne Wärmewiderstand vom Die zur Kühlfläche am Gehäuse. Daraus und 
aus dem Wärmewiderstand des doch sicher vorgesehenen Kühlkörpers würde 
sich dann der Gesamtwärmewiderstand berechnen lassen. Und aus dem, der 
maximalen Die-Temperatur und der Umgebungstemperatur die maximal 
abführbare Leistung.

Und in der Tat ist dieser Wert indirekt gegeben. Zum einen mit der 
maximalen Leistung. Denn die beruht ja auf der Annahme, das Gehäuse 
würde permanent auf 25°C gehalten werden können. Wenn wir die maximale 
Die-Temperatur mit 175°C ansetzen, dann kriegen wir:

TO-220: (175°C - 25°C)/380W = 0.395 K/W
TO-247: (175°C - 25°C)/300W = 0.5 K/W

Zum zweiten durch den angegebenen Derating-Faktor. Der ist gerade das 
Inverse von R_th_jc:

TO-220: 0.4K/W -> 2.5 W/K
TO-247: 0.5K/W -> 2W/K

Es scheint also, daß das Die im TO-247 Gehäuse schlechter thermisch an 
die Kühlfläche des Gehäuses angebunden ist. Wobei 0.1K/W nicht viel 
sind. Der Übergang von der Kühlfläche zum Kühlkörper liegt in der 
gleichen Größenordnung. Und das nur, wenn beide Flächen plan und sauber 
sind und Wärmeleitpaste verwendet wird.

Und hier sieht man auch schon, warum 300W illusorisch sind. Denn um die 
Kühlfläche am Gehäuse auf 25°C zu halten, müßte die gegenüberliegende 
Fläche am Kühlkörper auf -5°C liegen.


XL

von Bernd S. (Firma: Anscheinend Corner-Cases ;-)) (bernd_stein)


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Klaus Ra. schrieb:
> Hallo,
> also ich habe ein konkretes Beispiel für den BUZ11 im TO220 - Gehäuse
> gefunden.
> 
http://books.google.de/books?id=CSei8-a3C30C&pg=PA319&lpg=PA319&dq=berechnung+w%C3%A4rmeableitung+Leistungshalbleiter+to220&source=bl&ots=qpCkphjJpH&sig=89Xuy8Z1YgJQTwVCAztkyY1PyzU&hl=de&sa=X&ei=LLLXUrqGEYyjhge4w4GYBQ&ved=0CFkQ6AEwBQ#v=onepage&q=berechnung%20w%C3%A4rmeableitung%20Leistungshalbleiter%20to220&f=false
>
> Auf Seite 320 haben wir:
> wenn die Kerntemperatur nicht 150°C übersteigen soll und die
> Verlustleitung 20W beträgt, dann brauchen wir einen Kühlkörper mit
> 3,58K/W.
>
Einfach nur fürchterlich, wenn man das Beispiel als unwissender 
nachvollziehen will.
Da tauchen auf einmal Tj und Tu auf. Und die Leistung die vorher mit 18W 
errechnet wurde, wird plötzlich einfach mal so mit 20W angegeben.
Der Wert für RthGK wird einfach mit 1K/W beziffert und man kann nun 
rätseln, ob die nun den Isolator mit gerechnet haben oder nicht.

>
> Du siehst, wenn man mit der Kerntemperatur nicht so hoch gehen will, um
> den Halbleiter etwas länger leben zu lassen, muss man einen grösseren
> Kühlkörper wählen oder ihn mit einem Lüfter besser kühlen. Man kann also
> einiges extern an Aufwand betreiben. Was Du nicht beeinflussen kannst
> ist der innere thermische Widerstand zwischen Junction und Case. Die ist
> hier mit 1,67K/W angegeben. Also bei 20W fallen schon 33,4°C
> Kerntemperatur an.
>
Wie 33,4°C Kerntemperatur ( Sperrschichttemperatur ) bei 20W 
Verlustleistung ?
Das sind doch 150°C bei Raumtemperatur ( 25°C ) mit dem empfohlenen 
Kühlkörper.

Könntest Du oder jemand anders mal zeigen, wie sich die 
Sperrschichttemperatur ändern würde, wenn die Umgebungstemperatur nur 
noch 10°C betragen würde und wieviel länger konkret der Halbleiter dann 
leben würde ?

Kann jemand mal meine Beispielrechnung überprüfen, die ich mit dem
IRFx 260N angestellt habe, welcher sich freistehend in einem Gehäuse 
befindet, also ohne Zirkulation ?

TO-220 Gehäuse :
Rja = Thermischer Widerstand Junction to Ambient
      ( Sperrschicht zu Umgebungsluft )

Vj  = Maximale Sperrschichttemperatur

Vu  = Umgebungstemperatur

Vs  = Sicherheitsresevetemperatur

P   = Verlustleistungsabgabe des MOSFET

P = Vj - Vs - Vu / Rja => 175°C - 30°C - 60°C / 62°C/W = 1,37W

Rdson bei ca. 145°C Sperrschichttemperatur ist laut Fig 4. :
2,75 * 0,04 Ohm = 0,11 Ohm

P = U*I => U = R*I   =>   P = R*I*I    => I = Wurzel aus P / R = 3,53A

Ist es richtig das ich bei dem IRF*B* 260N ( TO-220 Gehäuse ) bei einer 
Umgebungstemperatur von 60°C ohne Kühlkörper ca. 3,5A verbraten kann und 
dies beim TO-247 Gehäuse ( IRF*P* => Rja = 40°C/W ) dann einen Strom von 
4,43A Ampere ausmachen würde ?

Das wäre prima, da der IRFP 260N sogar 25 cent günstiger ist.


Bernd_Stein

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