Hi, hat jemand Erfahrungswerte welchen Rth man für Junction zur Top-Side von LFPAK56-Gehäusen ansetzen kann? Konkret geht es um folgenden FET: https://www.mouser.de/datasheet/2/916/PSMN1R0-30YLD-1320594.pdf - Zum Tab sind max. 0.63 K/W angegeben. - Auf 25x25mm Pad 50 K/W. - To ambient 125 K/W. - Zur Oberseite vom Gehäuse leider keine Angaben. AN11113 geht auf das Thema ein (Punkt 6.3): https://assets.nexperia.com/documents/application-note/AN11113.pdf Ich werd aber nicht richtig schlau draus... - das Alu-Gehäuse in der AN (schwarz, etwa 90x130x25mm, glatt) sollte so bei 2K/W liegen; nach den Diagrammen evtl. auch bei bis zu 3.5 K/W - für die "Isolierung" wird angeblich Material mit 2.6W/mK und 2.54mm Dicke verwendet; damit lande ich aber schon bei 39K/W für die Isolierung; bei 0.5W sind das 19.5K und alleine damit sind die ca. 18.5K in Fig. 28 nicht mehr möglich - Fig. 29 besagt aber immerhin, dass trotz der dicken "Isolierung" der Großteil der Wärme über die Top-Side abgeführt wird; 5K/W wären damit schon kompatibel Kurzum: Hat jemand Erfahrungen mit dem konkreten Bauteil, der Serie oder dem Gehäuse? Oder evtl. auch nur mit den Gehäusekenndaten ganz generell? Für mich: - 5K/W wären super, gerne weniger - 10K/W gut - 20K/W noch ok Am liebsten so präzise wie möglich (typisch, max, ...) ich frag aber bei Bedarf nach. Bestens Stephan (Über die Mounting Base zu kühlen wäre zwar machbar, ist aber im Heimgebrauch für mich ziemlich kompliziert.)
Hallo, > Stephan schrieb: > hat jemand Erfahrungswerte welchen Rth man für Junction zur Top-Side von > LFPAK56-Gehäusen ansetzen kann? Ich würde da erstmal mit einer Abschätzung ran gehen. > Konkret geht es um folgenden FET: > https://www.mouser.de/datasheet/2/916/PSMN1R0-30YLD-1320594.pdf > - Zum Tab sind max. 0.63 K/W angegeben. > - Auf 25x25mm Pad 50 K/W. > - To ambient 125 K/W. > - Zur Oberseite vom Gehäuse leider keine Angaben. Ich vermute, die sind rel. undefiniert. Der Chip ist ja direkt auf der Kupferplatte aufgelötet. Die hat immerhin ca. 4mm x 4mm. Die Wärme des Chip wird auf Grund der gute Leitfähigkeit vom Cu lateral ziehmlich gleichmäßig auf die Kühlfläche verteilt. Nach oben sieht das ganz anders aus. Da würde ich ein Modell machen: Wenn man annimmt, dass die Vergußmasse den Chip direkt umschließt, und da keine Luftspalte verbleiben, dann sollte die Dicke des Verguß nach den Angaben im Datenblatt (Fig. 17) ca. 0,6mm über dem Chip sein und ca. 0,7mm von der Cu-Basis nach oben durch die Vergussmasse sein. Weil sich die Wärme lateral gut über die Cu-Platte verteilt kann man für die effektiv wirksame Fläche des Wärmedurchgangs nach oben etwa die ganze Oberfläche (D*E) annehmen, also ca. 4mm x 5mm. Bleibt das Problem, für die Wärmeleitung des Epoxy Werte zu bekommen. Nach dieser Info hier könnte man 2..3 W/(m*K) anhemen. https://global.kyocera.com/prdct/chem/list/emc/discrete/htt_d/ Mit den Angaben kann man jetzt mal den Wärmefluß abschätzen. Q = Lamda x A x T_diff/L Q = 2 W/(m*K) x 0,004m x0,005m x 10K / 0,00065m Q = ca. 0,6W bei 10 Grad -> oder ca. 17K/W > - Fig. 29 besagt aber immerhin, dass trotz der dicken "Isolierung" der > Großteil der Wärme über die Top-Side abgeführt wird; 5K/W wären damit > schon kompatibel Scheint mir unrealistisch. Weitere Wärmeübergänge kommen ja noch hinzu. > Für mich: > - 5K/W wären super, gerne weniger > - 10K/W gut > - 20K/W noch ok > Am liebsten so präzise wie möglich (typisch, max, ...) ich frag aber bei > Bedarf nach. Gerade zu den Eigenschaften des Gehäuseverguss gibt es wohl wenig Infos. Bleibt die Frage, warum du unbedingt diesen Bauform wählst, wenn du eine thermische Kopplung zum Gehäuse haben willst? Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Ich würde da erstmal mit einer Abschätzung ran gehen. Besten Dank schon mal. Scheint nicht arg oft verwendet zu sein... Falls noch wer was hat: her damit. U. M. schrieb: > Scheint mir unrealistisch. > Weitere Wärmeübergänge kommen ja noch hinzu. Die weiteren Übergänge hatte ich schon so grob rausgerechnet. Die 5K/W also nur für den FET zur Top-Side. Die App-Note scheint mir aber wie geschrieben nicht so ganz schlüssig. Ich versuch aus deinen Hinweisen und der AN ein stimmiges Bild zu bekommen. U. M. schrieb: > Bleibt die Frage, warum du unbedingt diesen Bauform wählst, wenn du eine > thermische Kopplung zum Gehäuse haben willst? Letztenedes der Preis und die Handhabbarkeit für mich. TO-220 wäre von der Kühlung einfacher, aber kostet das doppelte. Braucht mehr Platz, ... dann kann ich auch die Zahl der FETs verdoppeln. Und: meistens werden mir 2 FETs ohne KK reichen. Stephan
Hallo, > Stephan schrieb: > Letztenedes der Preis und die Handhabbarkeit für mich. Merkwürdige Begründungen. > TO-220 wäre von der Kühlung einfacher, aber kostet das doppelte. Was kostet den da das doppelte? Der FET oder die Montage? Letzteres kann es ja wohl nicht sein, wenn du statt dessen eine eher komplizierte Variante wählst, die am Ende nur gefrickel ist. Geht es um eine Bastellösung für paar wenige Module oder geht es um Stückzahlen von Zehntausenden. Bei letzteren kann man nochmal über das ganze Konzept nachdenken um evtl. paar 10 Cent zu sparen. Aber sonst? > Braucht mehr Platz, ... TO220 braucht auf der LPL deutlich weniger Platz, wenn die FET stehend montiert werden, damit man sie bequem ans Gehäuse schrauben kann. > dann kann ich auch die Zahl der FETs verdoppeln. > Und: meistens werden mir 2 FETs ohne KK reichen. Man kann ja evtl. auch beide Varianten vorsehen oder FET mit noch geringerem R_ds-on benutzen. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > TO220 braucht auf der LPL deutlich weniger Platz, wenn die FET stehend > montiert werden, damit man sie bequem ans Gehäuse schrauben kann. Schon klar. Ich werd die TO220 auch nicht übersehen. Sind auch leichter auszutauschen. Gehäuse wirds eher nicht geben. Das sollen schnucklige Halbbrückenmodule werden, die senkrecht auf eine Stromschiene geschraubt werden. Bei geringer Belastung eng, bei höherer Last weiter und halt ggf. mit Kühlkörper und notfalls auch noch ein 40x40 Lüfter (für 2 Platinen) obendrauf. So zumindest meine Vorstellung ... U. M. schrieb: > Was kostet den da das doppelte? Der FET oder die Montage? Der FET. Nahe an den 1mOhm meines Beispielfets kenn ich jetzt nur den IRFB7430. Bei digikey 200€ statt 95€ für 100 Stück (nicht die Welt, aber doch eine Überlegung wert). Das wäre aber etwa die Stückzahl. Und von Rdson und Gate-Charge ist der IRFB7430 deutlich schlechter. Und braucht auch zwingend 7V am Gate-Treiber (wollte zwar eh die 10V, Logik-Level wäre aber flexibler). Nachdem das ganze sich nicht wie erhofft in wohlgefallen auflöst muss werd ich mir jetzt erst mal das drumrum überlegen. Evtl. ist die Bauhöhe eines senkrechten TO220 ja gar nicht vermeidbar ... Danke jedenfalls @U.M. Und falls jemand noch was genaueres zu dem Package weiß: gerne melden. Stephan
25mm-Stücke von Kupferblech (bzw. -band ohne Klebebeschichtung) - div. Abmaße, z.B. 0,1mm x 10mm - könnten zwischen Drain und Pad gelötet werden... und dann nach oben gebogen, bis sie flach auf der Oberseite aufliegen. So könnte von oben besser gekuehlt werden - je dicker (und breiter) das Band, je mehr Effekt.
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