Hallo, ich hab da mal eine grundsätzliche Frage. Wie leg ich einen Kühlkörper aus und ab wann brauch ich einen? Habe einen Spannungsregeler in einem TO220 der regelt auf 7,5V bis max 2A. Ich brauch auch fast 2A. Der Regeler hat eine Versorgungsspannung von 12V. Daraus folg doch eine Wärmeleistung von P=(12V-7,5V)*2A=9W Ist das eine richtige Annahme? Der Regeler steigt mir aus, wenn ich ihn nicht gegen eine Metallfläche drücke. Ich möchte jetzt aber einen gescheiten Kühlkörper draufsetzten und kann mit der Bezeichnung z.B. 9K/W bei den Kühlern im Reichelt nichts anfangen. Vielleicht kann mir mal jemand erklären wie ich den Kühlkörper auslegen muss. Grüße Marc
9K/W bedeutet das die Temperatur sich um 9Kelvin erhöht wenn du 1 Watt Leistung auf den Kühlkörper gibst. Bei dir ist also 9W * 9K/W + UmgebungsTemp = Kühlkörpertemp Die Watt kürzen sich raus. (Wenn du K durch °C ersetzt bleibt es ntürlich richtig) So bekommst du raus wie groß dein Kühlkörper sein muss wenn du bei einer Umgebungstemp X die Gehäusetemp Y nicht überschreiten willst. Gruß Philipp
9W mal 9K/W macht 81K, d.h. die Kontaktfläche des KK zum Regler liegt bei 9W um 81K = 81 Grad über der Umgebungstemperatur. Dazu kommt noch der Wärmewiderstand zwischen Regler-Innenleben und -Oberfläche (Tjc im Datasheet) und zwischen -Oberflache und KK (0,5-1 K/W). Diese Widerstände sind allesamt in Reihe geschaltet und addieren sich grad wie bei Ohm'schen Widerständen, mit Leistung <=> Strom und Temperatur <=> Spannung.
Der Wärmewiderstand des Kühlkörpers gibt an, um wieviel K (=Kelvin) der Kühlkörper pro W Verlustleistung wärmer wird. In diesem Fall (Temperaturdifferenz) kann man Kelvin mit Grad Celsius gleichsetzen. Das heisst also, dass dein Kühlkörper bei einer Verlustleistung von 9 Watt um 9*9=81 °C wärmer als die Umgebung wird. Bei einer durchschnittlichen Umgebungstemperatur von 20°C wird dein Kühlkörper also etwa 100°C heiss. Wenn man bedenkt, dass zwischen Reglerchip und Kühlkörper noch der Wärmewiderstand Chip/Gehäuse liegt (im Datenblatt als "thermal resistance junction to case" bezeichnet), dann arbeitest du mit diesem Kühlkörper bereits an der obersten Grenze des zulässigen. Die maximal zulässige Verlustleistung kann man mit folgender Formel errechnen: Ptot = (tj - tu) / (RthJG + RthGK + RthK) Die einzelnen Werte bedeuten: Ptot = Gesamtverlustleistung (bei dir die 9W) tj = Sperrschichttemperatur (findet sich im Datenblatt des Reglers) tu = Umgebungstemperatur (hier sollte man aus Sicherheitsgründen natürlich einen höheren wert als 20°C annehmen, schliesslich willst du deine Schaltung ja auch im Sommer betreiben können) RthJG = Wärmewiderstand Sperrschicht/Gehäuse (aus dem Datenblatt des Reglers) RthGK = Wärmewiderstand Gehäuse/Kühlkörper (entspricht z.B. dem Wärmewiderstand einer eventuell vorhandenen Isolierscheibe, bei direkter Montage mit Wärmeleitpaste kann man diesen Wärmewiderstand vernachlässigen) RthK = Wärmewiderstand Kühlkörper (in deinem Fall die 9K/W) Bei einem LM78xx wird die maximale Sperrschichttemperatur mit 125 °C, der Wärmewiderstand Chip/Gehäuse mit 4K/W angegeben. Den Rest kannst du dir ja jetzt selber ausrechnen. Wenn man als Umgebungstemperatur 30 °C annimmt, komme ich auf eine maximal erlaubte Verlustleistung von ca. 7,3 W, also zu wenig für deine Anwendung. Gruß, Andy
Ich hab des jetzt mal versucht. Was sagt Ptot genau aus? Ist das nicht die Leistung die das System von Spannungsregler und Kühlköper abgeben? Sprich, wenn da ein kleinerer Wert als mein Perzeugt, hier 9Watt, herauskommt muss ich einen bessere Kühlkörper nehmen? Ist die Annahme richtig, wenn ich keinen Kühlkörper benütze Rtha=unendlich zu setzen? Oder muss ich dann den Wert der im Datasheet als Rthja=50°C angeben ist verwenden? Ich rechne wie folgt: Tj max 150 °C Sperrschichttemperatur (Datasheet) TU 30 °C Umgebungstemperatur im Sommer Rth jc 3 °C/W Wärmewiderstand Sperrschicht (Innenleben) Rth ja 0 °C/W Wärmewiderstand Gehäuse und Kühlkörper Rth a 9°C/W Wärmewiderstand Kühlkörper (Datasheet) Dann komm ich laut Formel auf 10W. Würde also grad noch reichen oder nicht?
Text im Anhang. Irgendwas stört den Forum'schen Spamfilter daran nachhaltig.
Alles klar. Bei Rth a hab ich mich verschrieben. Ich meine den Wert des Kühlkörpers. Aber dann stimmt meine Auslegung so wie ich sie gemacht hab. Einen Kühlkörper unter 4K/W wird mir zu groß. Werd glaub einfach aus einem alten Rechner einen CPU Lüfter nehmen und ein Gewinde reinsetzen, der ist schön klein. Vielen Dank für eure/deine Hilfe
Aber lass den Propeller dran, sonst taugt er nichts. Und mit Propeller lebt und stirbt deine Hardware mit eben diesem Propeller.
G Des ist mir schon klar. G Ich hätte mir vor dem Platinen machen einfach mehr gedanken über den Spannungsregeler machen sollen. Gut bin halt kein E-Techniker. Da gibts doch irgend was mit einer Spulle und nem Spannungsregler damit der net so heiß wird. Aber das ist ne andere Baustelle. Aufdass mein Prop nie kapput geht.*G* Grüße Marc
Ohne Kühlkörper schafft der Spannungsregler nach meiner Formel ca. 2W. Ausgehend von Tj=150, Umgebungstemperatur=30 und Rthj-Case=3 komme ich in Deinem Fall auf einen Kühlkörper mit einem RthK von 7,3 K/W (inkl. 20% Sicherheitsreserve). Dies trifft aber nur zu, wenn Du einen Kurzschluß vernachlässigst, wo ja dann die vollen 12V über den Spannungsregler abfallen würden. Würdest Du diesen Fall mit berücksichtigen würdes Du einen Kühlkörper mit einem RthK von 0,6 benötigen. Geht man von Tj=125 aus benötigst Du bei 4,5V Abfall ein RthK von 5,0.
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