Ich habe eine Frage zu Kühlkörpern. Will man beispielsweise einen Kühlkörper für ein Mosfet errechnen, so kann man dies z.b. anhand des folgenden Beispiels machen IRF3205: R0JC - Junction to Case = 0.75C°/W R0JA - Junction to Ambient = 62C°W Ergibt einen Thermischen Gesamtwiederstand von 62.75C°/W. Belastet man nun den Mosfet mit beispielsweise 5W bei 25°C, so wird dieser theoretischt (62.75 * 5W) + 25°C = 330° Grad Warm, und geht somit defekt. Setzt man nun aber einen Kühler ein, z.b. mit 8°C/W, so ergibt sich lediglich folgende Temperatur (8.75 * 5 W)+ 25°C = 68.75°C In der praxis kommen natürlich noch ein paar andere Faktoren wie die erwärmung der Umgebung sowie die Kühlkörperverbindung (Leitpaste etc) dazu, aber die Rechnung gibt einem schon einen guten Anhanltspunkt. Nun meine Frage: Ein ARM Prozessor wird im Betrieb rund 60°C (auf der Oberfläche, 79°C im Core) warm, bevor der interne Überwachungsmechanismus die CPU Leistung drosselt. Die Oberfläche des ARM ist aus metall, vermutlich Aluminium oder Stahlblech und hat eine Auflagefläche von ca. 12x12mm Theoretisch kann ein Standart-Strangkühler mit den Massen von 40x50mm auf den ARM gesetzt werden, welcher dann einen Wärmewiederstand von 5°C/W aufweist. Nun ist meine Frage - wie auf einfachem Wege eine Berechnung erstellt werden kann, wieviel Wärme der Kühlkörper dem ARM Prozessor entziehen würde. Sicherlich wird das keine genaue Zahl, jedoch geht es hier um einen Anhaltspunkt
Hallo oben in deinem text hast du ja die Frage beantworteet, wie sich die temperaturerhöhung ergibt, nämlich aus thermischem Widerstand und der verlustleistung. Wenn du die Veerlustleistung nicht weisst, hast du dann aber ein problem. Bei uC hängt die Verlustleistung stark davon ab, mit welchem Takt sie laufen. Also such dir das datenblatt von deinem ARM und schau, in welchem Bereich die Verlustlestung liegt, dann kannst du die Teemperaturerhöhung mi deinem Kühlkörper berechnen. # Gruß Gerhard
Moin, Johnny S. schrieb: > Nun ist meine Frage - wie auf einfachem Wege eine Berechnung erstellt > werden kann, wieviel Wärme der Kühlkörper dem ARM Prozessor entziehen > würde. Das wird nicht so einfach sein. Bei ueblichen BGA Gehaeusen geht die Waerme eher ueber die Baellchen in die Platine und nur ein Teil kommt "oben raus" Guck' ob du zu genau deinem Gehaeuse oder einem engen Verwandten beim Chiphersteller Doku kriegst. Oder probier's aus. Gruss WK
Hallo, Du wirst ein etwas schlechteres Ergebnis erhalten als bei Verwendung eines geeigneten Prozessorkühlers, die meistens einen Ventillator mitbringen und deren spezieller Aufbau die Wärme von den 12x12mm möglichst gut in alle Richtungen verteilt, damit sie an die bewegte Luft abgegeben werden kann. Ohne Zwangsbelüftung wird alleine der Kühlkörper schon deutlich wärmer als die Umgebung werden. Im Prinzip braucht es dafür Kurven, die der Hersteller ausgemessen hat. ... und keine Maske drauf setzen... 40 bis 60 Watt von Power LEDs macht ein Prozessorkühler mit Ventillator bei nur geringster Erwärmung weg. Mfg
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Johnny S. schrieb: > Nun ist meine Frage - wie auf einfachem Wege > eine Berechnung erstellt werden kann, wieviel > Wärme der Kühlkörper dem ARM Prozessor entziehen > würde. Falsche Frage. Der Gesamtwärmewiderstand ist logischerweise immer die Summe aus R_th_junction_to_case und R_th_case_to_ambient. Wenn Du einen Kühlkörper mit 5K/W verwendest, ist R_th_case_to_ambient in grober Näherung 5K/W. Was Du nicht kennst, ist der innere Wärmewiderstand R_th_jc, also "junction to case". Da Luft aber relativ gut isoliert, würde ich schätzen, dass R_th_jc in der Regel kleiner ist als R_th_ca -- also weniger als die Hälfte von R_th_ja ausmacht. Bei unendlichem Kühlkörper würde das bedeuten, dass sich die Temperaturdifferenz halbiert; bei einem Kühlkörper mit 5K/W liegen die Verhältnisse ein klein wenig schlechter.
Christian S. schrieb: > Hallo, > > Du wirst ein etwas schlechteres Ergebnis erhalten als bei Verwendung > eines geeigneten Prozessorkühlers, die meistens einen Ventillator > mitbringen und deren spezieller Aufbau die Wärme von den 12x12mm > möglichst gut in alle Richtungen verteilt, damit sie an die bewegte Luft > abgegeben werden kann. Das ist mir bewusst, jeodch sorgt ein Lüfter auch für verschiedene Probleme. Da ein CPU in einer normalen Anwendung nicht auf 100% läuft, ist hier eher die Frage, wie lange der Kühler die Zeit bis zum Thermal Throttle verlängert, also z.b von 10 min auf 20 min Dergute W. schrieb: > Guck' ob du zu genau deinem Gehaeuse oder einem engen Verwandten beim > Chiphersteller Doku kriegst. Es handelt sich um den BCM2711, welcher auf dem Raspberry CM4 eingesetzt wird.
..noch kein neueres Datum gefunden :-( https://www.ti.com/lit/an/sprabi3b/sprabi3b.pdf dafür :-) https://www.analog.com/en/design-center/interactive-design-tools/power-dissipation-vs-die-temp.html
Nimm nen Kühlkörper mit 28x28x15 und nen 50mm 12V Lüfter ist kaum zu hören und absolut ausreichend, mein Rpi4 läuft mit 2,1 GHz stabil. Mir ist es wichtig möglichst viel Oberfläche auf einen kleinen Raum zu bringen deswegen ein Kühlkörper mit vielen, feinen Rippen anstatt eine riesen Alustrang zudem m. M. nach der Kühlkörper keinen Kontakt nach außen haben soll. Ich verwende die MagLev Lüfter von Sunon seit über 20 Jahren noch keinen Ausfall damit gehabt. Berechnen kann man viel, in der Praxis zeigt sich dann, dass man nicht alles berücksichtigt hat.
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