Hallo zusammen,
nach beenden der vorherigen Diskussion habe ich mich entschlossen die
Schaltung anders zu realisieren.
Nun stellt sich die Frage ob ich für den TRIAC einen Kühlkörper
benötige?
Man kann ja mit einem TRIAC fast leistungslos schalten?
Berechnung mittels Onlinerechner
Verlustleistung PV 1,3W
Temperatur der Sperrschicht ϑJ 75Grad C
therm. Wid. Sperrschicht - Gehäuse RthJC 7,8 K/W
therm. Wid. Gehäuse - Kühlkörper RthCH 1K/W
therm. Wid. Kühlkörper - Umgebung RthHE ?
Temperatur der Umgebung ϑE 25 Grad C
Laut diese, Online Rechner kommt ein Wert für therm. Wid. Kühlkörper -
Umgebung RthHE von 29,662 K/W heraus.
ab welchem Wert wird prinzipiell ein Kühlkörper benötigt und brauche ich
für den Triac auch einen?
Vielen dank für eure Antworten
Lg Lunsn
Im Datenblatt findet sich ein "Junction to free air thermal resistance"
von 62,5 °C/W. Also 62,5 * 1,3 + 25 = 106 °C.
Is ja etwas zu viel. Deckt sich mit der alten Fausformel - ein TO-220
braucht ab 1W Verlustleistung einen Kühlkörper.
Fautregel:
Halbleiter im TO-220 Gehäuse vertragen ca. 1 Watt ohne Kühlkörper, wenn
das Gehäuse gute Luft-Zirkulation erlaubt.
Die Verlustleistung ist bei Thyristoren und Triacs ungefähr 1,5 Volt *
Stromstärke.
Das Bauteil darf etwa 50°C wärmer werden, als die Umgebung (50°C
Umgebungstemperatur + 50°C Erhöhung = 100°C. Viel mehr vertragen die
meisten Halbleiter und Kunstsoffe in der Nähe nicht).
Bei 1,3 Watt Verlustleistung und 50°C erlaubter Temperaturerhöhung
brauchts Du somit einen Kühlkörper mit 38K/W (50/1,3) oder weniger.
Das gilt nur für Kühlkörper, die außerhalb des Gehäuses montiert sind
oder reichtlich Öffnungen direkt über und unter dem Kühlkörper zur
Luftzirkulation vorhanden sind.
Stefan us schrieb:> Das Bauteil darf etwa 50°C wärmer werden, als die Umgebung (50°C> Umgebungstemperatur + 50°C Erhöhung = 100°C. Viel mehr vertragen die> meisten Halbleiter und Kunstsoffe in der Nähe nicht).>> Bei 1,3 Watt Verlustleistung und 50°C erlaubter Temperaturerhöhung> brauchts Du somit einen Kühlkörper mit 38K/W (50/1,3) oder weniger.
Das hatte der TE schon selber genauer ausgerechnet. Genauer deswegen,
weil er auch den internen Wärmewiderstand R_thjc berücksichtigt hat.
Und als maximale Temperatur setzt man immer die Sperrschichttemperatur
an und nimmt den Wert aus dem Datenblatt. Was typisch 125°C für Epoxy-
Gehäuse sind und bis 175°C für Vollmetall. Die Temperatur am Gehäuse
ergibt sich dann daraus.
> Das gilt nur für Kühlkörper, die außerhalb des Gehäuses montiert sind> oder reichtlich Öffnungen direkt über und unter dem Kühlkörper zur> Luftzirkulation vorhanden sind.
Stimmt auch wieder nicht. Es gilt für Kühlkörper, deren Umgebungs-
Temperatur den Wert hat, der bei der Berechnung zugrunde gelegt wurde.
Ob das innerhalb oder außerhalb des Gehäuses ist, spielt keine Rolle.
XL
MaWin schrieb:> Lunsn schrieb:>> erlustleistung PV 1,3W>> Ja ?> Du schaltest also ungefähr 1A.
Hallo,
es sollten Glühbirnen bzw. LED-Spots geschaltet/gedimmt werden.
Da ja beim Dimmen eine größere Verlustleistung im Triac hat werde ich
hier einen Kühlkörper benötigen. (?)
LG
Lunsn
Wolfi schrieb:> Der Spannungsabfall eines Triac wird bei 2V liegen. Das waeren dann 3> PN-Junctions
Typisch sind eher ca. 1V. Nicht immer hilft die Junktionrechnerei.
Die Kühlkörperbeschaffung scheint ja bei vielen ein größeres Problem zu
sein, als die Schaltung selbst. :-(
Aber da muß man auch durch.
Für TO-220 nehme ich auch mal 1 Watt als groben Faustwert, und für die
kleinen BC547 so um die 100mW.
Besser ist es auf jeden Fall, alles zu kühlen, was möglich ist.
Temperaturen machen ein Lebensdauer-Derating, was eigentlich selten in
Datenblättern auf taucht. Es ist aber Grundwissen, zumindest des
Ingenieurs, daß Bauteile in einer e-Funktion mit der Temperatur im
Exponenten altern.
Wilhelm F. schrieb:> Die Kühlkörperbeschaffung scheint ja bei vielen ein größeres> Problem zu> sein, als die Schaltung selbst. :-(
ja leider, das ist bei mir in der Ausbildung entweder spurlos vorüber
gegangen oder nicht vorgekommen, das weis ich leider nicht mehr.
Es gibt auch leider nicht wirklich aufschlussreiche Eckpunkte (kann auch
sein dass ich zu "patschert" bin zu suchen)
> Besser ist es auf jeden Fall, alles zu kühlen, was möglich ist.
Ab ca. welchem K/W-Wert ist eigentlich eine Kühlung erforderlich?
HIerbei finde ich auch keine aussagekräftigen Antworten, das mit der
Fausregel ist schon mal ein guter Anfang (-:
Lunsn schrieb:> Ab ca. welchem K/W-Wert ist eigentlich eine Kühlung erforderlich?
Wenn Du den K/W-Wert kennst, ist das doch eine einfache Rechnerei,
die man problemlos im Kopf machen kann.
Lunsn schrieb:> Ab ca. welchem K/W-Wert ist eigentlich eine Kühlung erforderlich?
Da muß man selbst drüber nach denken.
Also als Endresultat, was in superschlechtem Gerätedesign vor kommt,
habe ich hier aus Schrottgeräten, die nicht alt wurden, mehrere
Beispiele liegen:
Ein Baustein L7818 bringt nur noch 15,2V. Damit funktioniert ein Gerät
dann nicht mehr, und wird weg geworfen.
Man sieht an dem Baustein, daß er lange dauernd überhitzt war. Die
Moldmasse hellgrau geworden, und das Metall angefärbt.
Harald Wilhelms schrieb:> Wenn Du den K/W-Wert kennst, ist das doch eine einfache Rechnerei,> die man problemlos im Kopf machen kann.
Ok jetzt steige ich leider schon wider aus.
Ich habe laut meinen Recherchen im Datenbaltt folgen Werte:
max: Verlustleistung PV 1,3W
Temperatur der Sperrschicht ϑJ 75Grad C
therm. Wid. Sperrschicht - Gehäuse RthJC 7,8 K/W
therm. Wid. Gehäuse - Kühlkörper RthCH 1K/W
therm. Wid. Kühlkörper - Umgebung RthHE ?
Temperatur der Umgebung ϑE ang. 25 Grad C
Habe mir diese mittels Online Rechner ausrechnen lassen ==> 29,662 K/W
ist das der Wert den der Kühlkörper haben sollte wenn ich einen
verwende?
Wie komme ich aber darauf dass ein Kühlkörper überflüssig wäre?
Danke
LG
Lunsn
Lunsn schrieb:> Wie komme ich aber darauf dass ein Kühlkörper überflüssig wäre?
Multipliziere die Bausteinleistung einfach mit der Watt-Zahl:
Lunsn schrieb:> Habe mir diese mittels Online Rechner ausrechnen lassen ==> 29,662 K/W
Addiere diese auf die Umgebungstemperatur.
Bausteinen wird es übel, genau wie Menschen in Tropen.
Lunsn schrieb:> Ab ca. welchem K/W-Wert ist eigentlich eine Kühlung erforderlich?
Die Frage ist falsch gestellt, die kann man so nicht beantworten. Zu den
meisten Bauteilen gibt der Hersteller den Wärmewiderstand Sperrschicht
zu Umgebung an: R_thja. Dieser Wert gilt ohne Kühlkörper, aber womöglich
mit anderen Randbedingungen wie Länge der Beine (bedrahtete BE) oder
thermisch angekoppelter Leiterplattenfläche (SMD). Hier gilt es, das
Kleingedruckte im Datenblatt zu lesen.
Wenn der Quotient aus zulässiger Temperaturerhöhung und Verlustleistung
unter diesem Wert bleibt, dann braucht man keinen Kühlkörper. Wenn
nicht, dann rechnet man nochmal mit einem Kühlkörper, wobei dann die
Summe aus den Übergängen Sperrschicht-Gehäuse (intern), Gehäuse-
Kühlkörper (Montage) und Kühlkörper-Umgebung (Kennwert Kühlkörper) als
effektiver Gesamtwärmewiderstand R_thja wirkt.
Bei alledem sollte man aber bedenken, daß diese Werte alle nur Haus-
nummern sind. Die Einbaulage und der Platz drum herum (Luftströmung)
spielen ebenfalls eine große Rolle. Manchmal kann man sich auch
bestimmte Effekte zunutze machen wie etwa den Kamineffekt.
XL
Hallo,
das ist für mich schon aufschlussreicher (-:
ok bei tic206d ist
R_thja = 62,5 C/W (K/W)
laut deiner Antwort ist der effektiv Widerstand bei mir bei 38,462 K/W
das heist in dem Fall benötige ich keinen?
Tut mir leid aber ich bin bei diesem Thema leider eine harte Nuss )-:
danke derweilen
So nochmals ob ich das richtig verstanden habe!
Gehäuse RthJC + Kühlkörper RthCH+ Umgebung RthHE < R_thja
(38,462 < 62,5)
dann benötige ich keinen Kühlkörper.
Lunsn schrieb:> Da ja beim Dimmen eine größere Verlustleistung im Triac hat werde ich> hier einen Kühlkörper benötigen. (?)
...beim "dimmen" ist die Verlustleistung am geringsten.
Lunsn schrieb:> Habe mir diese mittels Online Rechner ausrechnen lassen ==> 29,662 K/W
Da liegt der Fehler, "ausrechnen lassen". Selbst Gedanken machen ist
besser. Es gibt tausend Anleitungen und Erklärungen im Netz, z. B. von
Kühlkörper Herstellern (Fischer) die es erläutern, einfach mal anfangen
mit Papier und Bleistift, zuerst das thermische Ersatzschaltbild...
Lunsn schrieb:> R_thja = 62,5 C/W (K/W)> laut deiner Antwort ist der effektiv Widerstand bei mir bei 38,462 K/W> das heist in dem Fall benötige ich keinen?
oops, Vorzeichenfehler:
Axel Schwenke schrieb:> Wenn der Quotient aus zulässiger Temperaturerhöhung und Verlustleistung> unter diesem Wert bleibt, dann braucht man keinen Kühlkörper.
muß natürlich: ... über diesem Wert ... heißen
Denn je größer der Wärmewiderstand ist, desto heißer wird das Bauteil
bei gleicher Leistung. Sagt ja schon die Dimension: K/W.
Mit 62.5K/W und 1.3W wird die Sperrschicht gut 81K wärmer als die
Umgebung. Wenn man die 110°C (geraten, warum gibt das Datenblatt den
Wert nicht an?) ausreizt, dann reicht das für eine Umgebungstemperatur
bis knapp 30°C. Knapp, IMHO zu knapp.
XL
