Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik max. Verlustleistung SOP8 Gehäuse


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von Ralph S. (jjflash)


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Einem RDA5807 FM-Receiver Chip möchte ich einen ebenfalls kleinen 
Endverstärker nachschalten und hab mit diversen TDA Typen und dem (nicht 
wirklich guten) LM386 "gespielt".

Und weil ich aus China viel einfach so bestelle, fiel meine Wahl auf 
einen HXJ8002 und hab den getestet.

Datenblatt siehe hier:

http://thaieasyelec.com/downloads/EFDV308/HXJ8002_Miniature_Audio_Amplifier_Datasheet.pdf

Messergebnisse (eher ungenau):

An +5V UB und 8 Ohm Last bringt mir das Dingelchen (ich kann es kaum 
glauben) ca. 0,8W mit einem 1KHz Dauerton (Leistung nach Oszibild 
rechnerisch ermittelt).

Hierbei nimmt das Teil ca. 1,25W auf. Somit ist die Verlustleistung des 
Chips in etwa 0,45W.

Wenn man vom thermischen Widerstand von 210°k/W ausgeht sind das 95° 
Erwärmung und ergibt bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von 25°C 
eine Kerntemperatur von ca. 120°.

Der Winzling wird (logischerweise) sehr sehr warm, aber selbst nach 
einer Stunde lebt er noch. Wie kann ein so kleines Gehäuse soviel 
Verlustleistung vertragen und die nächste Frage gleich hintendran:

Gibt es für SOP8 so etwas wie aufklebbare Kühlkörper?

Wenn nicht, würde ich dem Chip auf der Platine eine Kupferfläche 
darunter spendieren und bevor diese vor dem Löten mit Wärmeleitpaste 
bestreichen.

Welche Erfahrungswerte gibt es, welche Verlustleistung ein SOP8 - 
Gehäuse dauerhaft verkraftet?

von MaWin (Gast)


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Ralph S. schrieb:
> Welche Erfahrungswerte gibt es, welche Verlustleistung ein SOP8 -
> Gehäuse dauerhaft verkraftet?

Bis 1.2 Watt, wobei ein Grossteil nicht durch das Gehäuse, sondern über 
die Anschlusspins auf die Platine übertragen werden und die dortigen 
Lupferflächen gross und dick genug sein müssen.

https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-1029.pdf

Diese MOSFET-Gehäuse haben vermutlich noch den Vorteil, dass die ganzen 
D Anschlüsse direkt am mounting Frame hängen, kein Abstand keine 
Bonddrähte.

von hinz (Gast)


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Ralph S. schrieb:
> Gibt es für SOP8 so etwas wie aufklebbare Kühlkörper?

Fischer SMD A 5 SA

von Wolfgang (Gast)


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Ralph S. schrieb:
> Wenn nicht, würde ich dem Chip auf der Platine eine Kupferfläche
> darunter spendieren und bevor diese vor dem Löten mit Wärmeleitpaste
> bestreichen.

Die Kupferfläche alleine darunter nützt für die Wärmeabgabe wenig, weil 
die Wärme irgendwohin muss. Also hilft eher Kupferfläche auch drumrum, 
thermal Vias auf die andere Platinenseite, dort auch Kupferfläche, 
Wärmeübertragung vom Chip über die Anschlüsse aufs Kupfer.
Was sagt das empfohlene PCB-Layout des Chip-Herstellers?

von Gerald B. (gerald_b)


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Es gibt auch SO8 Gehäuse mit Exposed Pad. Im Datenblatt meist als PIN 9 
bezeichnet. Das liegt dann auf der Unterseite und möchte mit einer 
Kupferfläche darunter verlötet werden. Ein paar Thermal Vias und noch 
mehr Kupferfläche auf der PCB Rückseite sind dann angesagt.

von Ralph S. (jjflash)


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Wolfgang schrieb:
> Also hilft eher Kupferfläche auch drumrum,
> thermal Vias auf die andere Platinenseite, dort auch Kupferfläche,

Vorgesehen habe ich Kupfer in der Form eines "H" wobei der Chip dann in 
der Mitte des "H" sitzt. Das Layout ist einseitig konzipiert (weil ich 
nur einseitig ätzen kann), sollte ich Platinen mal fertigen lassen, 
werde ich Thermal Vias berücksichtigen.

Ich werde heute Abend eine Probeplatine ätzen, einen Temperaturfühler 
anbringen und mal sehen, wie heiß das Teil wird.

(Für mich immer noch unglaublich, dass so ein kleines Teil das kann)

von Falk B. (falk)


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@Ralph S. (jjflash)

>Hierbei nimmt das Teil ca. 1,25W auf. Somit ist die Verlustleistung des
>Chips in etwa 0,45W.

>Wenn man vom thermischen Widerstand von 210°k/W ausgeht sind das 95°
>Erwärmung und ergibt bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von 25°C
>eine Kerntemperatur von ca. 120°.

Da fühlt sich normales Silizium pudelwohl.

>Der Winzling wird (logischerweise) sehr sehr warm, aber selbst nach
>einer Stunde lebt er noch. Wie kann ein so kleines Gehäuse soviel
>Verlustleistung vertragen

Ergibt sich doch aus der Rechnung!

>Gibt es für SOP8 so etwas wie aufklebbare Kühlkörper?

Ja, aber die sind eher ineffizient, denn das Kunststoffgehäuse ist ein 
schlechter Wärmeleiter. Der Großteil der Wärme geht über die Pins auf 
die Platine.

https://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper#Die_Platine_als_K.C3.BChlk.C3.B6rper

>Wenn nicht, würde ich dem Chip auf der Platine eine Kupferfläche
>darunter spendieren und bevor diese vor dem Löten mit Wärmeleitpaste
>bestreichen.

Bringt nicht so viel, denn auch unten ist das Gehäuse aus Plastik. Dicke 
Kupferbahnen bzw. Flächen OHNE Wärmefallen sind besser.

>Vorgesehen habe ich Kupfer in der Form eines "H" wobei der Chip dann in
>der Mitte des "H" sitzt.

Im Prinzip richtig, nützt aber wenig, wenn die Anbindung vom IC nicht 
gut ist.

>Welche Erfahrungswerte gibt es, welche Verlustleistung ein SOP8 -
>Gehäuse dauerhaft verkraftet?

Das hast du doch schon ausgerechnet.

von Martin (Gast)


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Mal eine Frage am Rande :

Wie zufrieden bist du mit den Empfangseigenschaften des RDA5807?

von Ralph S. (jjflash)


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Martin schrieb:
> Wie zufrieden bist du mit den Empfangseigenschaften des RDA5807?

Hm, mit einem Autoradio lässt es sich nicht vergleichen und ich habe 
auch schon kommerzielle Radios erlebt (gehört) die deutlich schlechter 
waren. Ich habe das hier:

Beitrag "Re: FM Radio Modul RDA5807M"

an den Antenneneingang vorangeschaltet und meine Antenne besteht aus 
Zwillingslitze:
1
      75cm      75cm
2
      ---->     ---->
3
4
   o-------+ +-------o
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           | |
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           | |
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           o o

Damit bekomme ich auch in ausgewiesen empfangsschwachen Orten einen 
guten und störungsfreien Empfang (allerdings lass ich den Chip 
ausschließlich Mono laufen)

von Ralph S. (jjflash)


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Falk B. schrieb:
>>Welche Erfahrungswerte gibt es, welche Verlustleistung ein SOP8 -
>>Gehäuse dauerhaft verkraftet?
>
> Das hast du doch schon ausgerechnet.

Zwischen rechnerisch und Praxis besteht oft ein satter Unterschied. Ich 
habe das jetzt mal auf eine Platine gesetzt, einen Temperaturfühler 
mittels einem kleinen Stückchen eines Knetradierers fixiert und das in 
eine Streichholzschachtel (mit ein paar mit Nadeln durchgestochenen 
Luftlöchern) gegeben.

Falk B. schrieb:
> Ja, aber die sind eher ineffizient, denn das Kunststoffgehäuse ist ein
> schlechter Wärmeleiter. Der Großteil der Wärme geht über die Pins auf
> die Platine.

Das Platinenlayout sieht jetzt kein "H" vor, sondern vergrößerte Pads an 
den 4 "Kantenpins", jeweils 5mm x 5mm groß.

Nach 3 Stunden bei 0,4W Verlustleistung und meinem 4 "Maxipads" auf der 
Platine ist das Dingelchen dauerhaft bei 71°C.

Ich denke ich werde das so auf der später so vorgesehenen Platine so 
realisieren.

Vielen Dank an Falk B.

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