Halli hallo,
ich habe eine Anwendung, für die ich eine Schaltung konzipiert habe.
Diese muss im Linearbetrieb agieren, hat dadurch im Worst-Case an einem
Leistungstransistor (wird vermutlich ein BD909) eine Verlustleistung von
50W. Gesamtsystembedingt muss das ganze sehr Schwingungsarm aufgebaut
werden, da es auf einem schwingungsgedämpftem Tisch platziert werden
soll.
Laut Datenblatt eines BD909 kann ich bei Gehäusetemperatur von max. 25°
diese Leistung schaffen, doch wie schaffe ich es dies entsprechend zu
kühlen? Grob überschlagen benötige ich einen Kühlkörper mit rund 0,1
K/W, am besten passiv / mit sehr langsam drehendem großem Lüfter.
Einige CPU's liegen ja bei maximal 140 Watt Verlustleistung, und die
Kühlkörper-Lüfter Kombination hält das ganze im Griff, bisher ist das
mein einziger vielversprechender Gedankengang. Alternative könnte ich
mir nur noch mit Methanol-Heatpipes und großen Profilkühlkörpern
vorstellen, wobei dort der mechanische Aufbau dann nochmals
komplizierter werden würde, von Beschaffbarkeit und Preis mal ganz
abgesehen.
Weitere Idee wäre ein Peltier-Element und von dort aus auch wieder auf
einen riesigen Profilkühlkörper, wobei durch das Peltier-Element die
Verlustleistung wohl noch einmal gesteigert wird, zwar ist dann der
Transistor kühl, die abzuführende Wärme steigert sich dadurch aber auch
noch ein wenig.
Hat noch jemand eine Idee? Wasserkühlung wäre auch denkbar, jedoch finde
ich kaum Referenzprojekte abgesehen von PC's und auch preislich sieht es
nicht so gut aus mit Standardkomponenten..
Viele Grüße und besten Dank
Ein geeigneter CPU Kühler hat kein Problem damit, wohl aber der
Transistor. Du musst zwei davon parallel mit Ausgleichswiderständen auf
einem KK betreiben damit es problemlos wird.
Mit 2 Transistoren statt einem senke ich dessen Belastung, jedoch senke
ich nicht die Verlustleistung: halber Strom, jedoch selbe Spannung, die
verbraten wird. Das Kühlkörperproblem besteht meiner meinung nach
dennoch.
Mit Ausgleichswiderständen meinst du sicherlich eigene
Emitterwiderstände?
TransistorenBrenner schrieb:> Mit 2 Transistoren statt einem senke ich dessen Belastung, jedoch> senke> ich nicht die Verlustleistung: halber Strom, jedoch selbe Spannung, die> verbraten wird. Das Kühlkörperproblem besteht meiner meinung nach> dennoch.
Du halbierst aber den Wärmewiderstand vom Halbleiter bis zum Kühlkörper,
und das macht sich deutlich bemerkbar, der KK muss dann nicht so kalt
sein.
Was für ein Package würdest du denn bevorzugen? TO-3 könnte ich mir auch
vorstellen, aber wie ist es dort eigentlich: Kommt die Unterseite auf
den kühlkörper oder die Oberseite?
@ TransistorenBrenner (Gast)
>Was für ein Package würdest du denn bevorzugen?
TOP3 oder TO247.
> TO-3 könnte ich mir auch>vorstellen, aber wie ist es dort eigentlich: Kommt die Unterseite auf>den kühlkörper oder die Oberseite?
AUA! Natrlich die UNTERSEITE, denn dort ist die Metallfahne! Ein DÜNNE
Schicht mit GUTER Wärmeleitpaste nicht vergessen! Siehe Kühlkörper.
@ hinz (Gast)
>Du halbierst aber den Wärmewiderstand vom Halbleiter bis zum Kühlkörper,
Nö, der bleibt gleich, aber bei halber Verlustleistung / Transistor
bedeutet das grob nur die halbe Temperaturerhöhung.
>und das macht sich deutlich bemerkbar, der KK muss dann nicht so kalt>sein.
Eben. Wie jede Parallelschaltung verteilt man auch hier die Last auf
mehrere "Verbraucher".
Die Kühler von Nofan können >80W. Bei Prozessoren ist die
Wärmeentwicklung im Gegensatz zu einem Transistor auf kleine Fläche
konzentriert, sollte also leicht gehen.
Ein anderer Ansatz wäre der, dass der Lüfter nicht mit dem Tisch
gekoppelt ist, also z.B. an der Decke aufgehängt ist o.ä.
Dann gibt es auch wesentlich günstigere Kühler.
Wie lange am Stück muss das denn laufen? Evtl. kann man nämlich den
Leistungsteil der Schaltung auch in einem Ölbad versenken. Bis das warm
ist muss eine 50W Heizung ziemlich lang arbeiten.
@hinz (Gast)
>Die Kühler von Nofan können >80W.
Mit großem Lüfter.
> Bei Prozessoren ist die>Wärmeentwicklung im Gegensatz zu einem Transistor auf kleine Fläche>konzentriert,
Eher anders herum. Hast du schon mal so einen Prozessor bei Licht
betrachtet? Auch den nackigen IC? Der ist ziemlich groß, größer als ein
einfacher Transistor. Und bei der CPU hat man sich viel Mühe gegeben,
den Wärmewiderstand zum Kühlkörper zu minimieren.
Falk B. schrieb:> @ hinz (Gast)>>>Du halbierst aber den Wärmewiderstand vom Halbleiter bis zum Kühlkörper,>> Nö, der bleibt gleich, aber bei halber Verlustleistung / Transistor> bedeutet das grob nur die halbe Temperaturerhöhung.
Wie rum man es rechnet ist ja egal.
P.S.: der andere hinz (15:35/15:36) will wohl eh bloß trollen.
TransistorenBrenner schrieb:> Laut Datenblatt eines BD909 kann ich bei Gehäusetemperatur von max. 25°> diese Leistung schaffen, doch wie schaffe ich es dies entsprechend zu> kühlen? Grob überschlagen benötige ich einen Kühlkörper mit rund 0,1> K/W, am besten passiv / mit sehr langsam drehendem großem Lüfter.
Bei welcher Umgebungstemperatur? Im Kühlhaus wird es wohl funktionieren,
im Sommer in einem unklimatisierten Raum unmöglich mit einem einfachen
Kühler/Lüfter.
Die Aufteilung auf mehrere Transistoren ist daher sehr sinnvoll, falls
diese dann heißer werden dürfen. Je heißer die Transistoren werden,
desto einfacher bekommt man die Wärme weg.
Gehe mal einfach davon aus, dass es unrealistisch ist, ein
Transistorgehäuse auf 25C zu kühlen. Auch die CPU wird nicht auf 25C,
sondern eher auf 45C gehalten.
Und selbstverständlich halbiert sich der thermische Übergangswiderstand
zwischen Transistor und Kühler bei Verwendung von 2 statt 1 Transistor.
Falk B. schrieb:> @hinz (Gast)>>>Vorschlag mit der Ölkühlung ernst gemeint war.>>Erklär doch mal, was dagegen spricht.>> Die Sauerei mit dem Öl.
Was ist daran Sauerei, ein Stück Elektronik in ein Gefäß zu legen, Kabel
anzuschließen und Öl draufzukippen? Da die Schaltung auf einem
schwingungsfreien Tisch platziert ist, darf man wohl von stationärem
Einsatz ausgehen. Mineralöl verdreckt nicht, verharzt nicht, verdunstet
nicht... und ist kostengünstig. 30 Euro für 5l.
Und nebenbei sehr leistungsfähig.
1l Paraffin pro Kelvin 2000 Joule.
5l Paraffin pro Kelvin 10000 Joule.
5l Paraffin pro 100 Kelvin 1 Mio. Joule aka 278 Wattstunden.
278 Wattstunden sind bei 50W über 5 Stunden Dauervollgas. Ohne Abgabe
von Wärme an die Umgebung gerechnet.
Also bitte...
Harald W. schrieb:> In Öl gebacken?
Ich bitte darum. Wir können es uns in der heutigen Zeit nicht leisten,
auch nur ein Joule ungenutzt zu lassen. Wer würde da widersprechen
wollen?
:)
MfG Paul
@Paul Baumann (paul_baumann)
>Ich bitte darum. Wir können es uns in der heutigen Zeit nicht leisten,>auch nur ein Joule ungenutzt zu lassen. Wer würde da widersprechen>wollen?
Wer wird denn wegen ein paar Joule gleich jaulen? ;-)
TransistorenBrenner schrieb:> Laut Datenblatt eines BD909 kann ich bei Gehäusetemperatur von max. 25°> diese Leistung schaffen,
Wo steht das? Das Gehäuse auf 25°C zu halten, bekommt man in keiner
realen Anwendung hin.
In der Derating-Kurve kann der BD909 50W bei 90°C, für das SOA-Diagramm
fehlen Spannung und Strom Deiner Anwendung.
Manfred schrieb:> Das Gehäuse auf 25°C zu halten, bekommt man in keiner> realen Anwendung hin.
Mit einer Umgebungstemperatur von unter -40°C ist das völlig
unproblematisch.
;-)
Gruß
Jobst
Lies mal ein paar Beiträge zum Thema "Elektronische Last". Da wird aus
gutem Grund die Wärme auf zahlreiche Transistoren verteilt. Wer hier so
auf Kante rechnet, sollte besser einen "Transistorwechsler" erfinden. In
einem normalen Büro sind im Sommer schon >30 Grad möglich und bei
Wärmestau im Gehäuse sind es mehr als 70 Grad!
Manfred schrieb:> In der Derating-Kurve kann der BD909 50W bei 90°C
Wobei die bissel merkwürdig ist. Normalerweise sind diese Kurven mit
X=Tc beschriftet, geben also den Effekt des Wärmewiderstands zwischen
Sperrschicht und Gehäuse wieder. Hier hingegen steht Tj=T(junction)
dran, weshalb man von den ca 80° bei 55%Watt nochmal 50*1,4=70° für
Tj-Tc abziehen müsste.
