Hallo Wie könnte man wissen, ob es für ein IGBT-Transistor (Modell: IRG 4PC 50F) ein Kühlsystem gebraucht wird ? kleinen Hinweis: ich werde von denen 4 Stücke zu meiner Vollbrücke brauchen. Agetrieben wird ein DC Motor von 180V/1,5A Falls jemand ne Idee hat, gerne würde ich wissen, wie man ein Kühlkörper dimensioniert bzw. was es hier berechnet werden muss, um zu wissen ob es überhaupt ein Kühlkörper gebraucht wird. VG
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Hedi. F schrieb: > Wie könnte man wissen, ob es für ein IGBT-Transistor (Modell: IRG 4PC > 50F) ein Kühlsystem gebraucht wird ? Indem man die am Transitor entstehende Verlustleistung berechnet oder abschätzt. Und mit dem Datenblatt des Bauteils abgleicht. In deinem Fall hast du (4x) Transistor im Gehäuse TO-247, der bei 100°C noch 39A Strom tragen kann. Ist also so stark überdimensioniert daß ein Kühlkörper nicht erforderlich erscheint. Gut, wenn man das Bauteil hat. Ein um daen Faktor 4-6 kleineres (und vermutlich preiswerteres) würde es möglichweise auch tun, mit TO220 Gehäuse z.B., auch ohne Kühlkörper. Gruss
Erich schrieb: > der bei 100°C noch 39A Strom tragen kann Das sagt erstmal nichts über den Kühlkörper. Nehmen wir mal an, dass die Brücke im Schalterbetrieb arbeitet :-), dann sind bei 1,5 A ca. 0,8 V am Kollektor, macht 1,2 W. Rthja ist mit 40 K/W angegeben, d.h. es entstehen ca. 50 K Übertemperatur. Bei maximal 150 °C Sperrschichttemperatur dürfte man sie also bis zu 110 °C Umgebungstemperatur ohne Kühlkörper betreiben. ;-) Wenn die Brücke natürlich im aktiven Modus arbeitet :), dann sieht die Sache anders aus (90 V und 0,75 A wären 67,5 W Verlustleistung), auch sollte man noch einen Blick auf Umschaltverluste bei Pulsbetrieb werfen.
1.5A * 1.45V = 2,2W, bei einer Vollbrücke sind immer 2 Transistoren leitend also 4.4W. Ich würde die Kühlung für eine Verlustleistung von 6W auslegen. 6W ohne Kühlkörper geht sicher nicht mehr.
Thomas Z. schrieb: > 1.5A * 1.45V = 2,2W, Falsch abgelesen. Bei 1,5A beträgt die Restspannung deutlich unter 1V. Wenn die Umgebungstemperatur nicht recht hoch ist, dann braucht ein TO-247 für gut 1W noch keinen Kühlkörper.
Vielleicht hilft dir diese etwas vereinfachte Anleitung, die nur für digitale Schaltvorgänge gilt: http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf Kapitel 2.2.2 Unter der Tabelle habe ich geschrieben, wie ich sowas berechne.
H. H. schrieb: > Falsch abgelesen na nicht abgelesen.. ich hab die Angaben des TO verwendet :-) ohne ins DB zu schauen
Sorry ich habe gepennt, der IGBT hat ja gar keinen MOSFET am Ausgang. Vergiss den Link zum PDF.
Beitrag #7226413 wurde von einem Moderator gelöscht.
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Ich hab hiermal die Wärmewiderstand bei der maximalen auftretenden Temperatur (100°C) berechnet. Diese ergibt sich bei der entstehenden thermische Leistung (P=78W) ein Wärmwiderstand von R,max= 0,96 °C/W Somit könnte ich die Wärmewiderstand des Kühlkörpers umrechnen und ergibt sich einen Wert von ca. 1°C/W Vermutlich wird bei diesem Modell TO-247 keinen Kühlsystem erforderlich !? Oder hat jemand dazu ne andere Meinung :-) !
H. H. schrieb: > Du hast Mist gerechnet. Vielleicht hab ich nicht die richtigen Formeln verwendet. Kannst du mir bitte den Formel dann schreiben ?
Jörg W. schrieb: > H. H. schrieb: >> R_thJA beachten! > > Hatte ich ja weiter oben schon vorgerechnet. Deshalb nur ein weiteres mal der Hinweis.
H. H. schrieb: > R_thJA beachten! Wie ich das verstanden hab, könnte ich mithilfe des Wärmewiderstands R_thJA die maximale Verlustleistung P (bei 100°C) berechnen !? das landet also bei ca. 2,5W pro IGBT
Hedi. F schrieb: > H. H. schrieb: >> R_thJA beachten! > > Wie ich das verstanden hab, könnte ich mithilfe des Wärmewiderstands > R_thJA die maximale Verlustleistung P (bei 100°C) berechnen !? > > das landet also bei ca. 2,5W pro IGBT Du kannst kein Englisch?
H. H. schrieb: > Du kannst kein Englisch? Das hat hier mit der Sprache NICHT zu tun! Wenn ich die Antwort wusste bzw. die richtigen Formeln hatte, hatte ich hier im Forum nicht gefragt ! DU schreibst mir direkt R_thJA beachten !! was soll ich hier damit verstehen ? Ich brauch eine Vernünftige Antwort oder eine richtige Formel, mit der ich die gesamte Verlustleistung rechnen kann, und somit auch könnte ich entscheiden, ob es ein Kühlkörper gebraucht wird.. Ich bin mittlerweile kein E Techniker und bitte nur um Hilfe
Hedi. F schrieb: > Ich bin mittlerweile kein E Techniker und bitte nur um Hilfe Hat ja mit E-Technik auch nur marginal was zu tun. Letztlich sind die thermischen Widerstände da ein Modell, damit die E-Techniker ihre gewohnten Formeln für Strom (Wärmestrom), Spannung (Temperaturdifferenz) und Widerstand (thermischer Widerstand) einsetzen können. Du hast beim Übergang von der Wärmequelle (Sperrschicht) drei Widerstände, die sich dem Wärmestrom entgegen setzen und die man im Modell als je einen konzentriert darstellt: einen von der Quelle (Sperrschicht, "j" für "junction") zum Gehäuse ("c" für "case"), einen vom Gehäuse zum Kühlkörper ("s" für "sink"), und einen vom Kühlkörper zur Umgebung ("a" für "ambience"). Der von j nach c ist ein Bauteilparameter. Der von c nach s kann oft vernachlässigt werden, aber bei solch großen Wärmeströmen wie hier nicht mehr. Ist eigentlich nur zum Teil ein Bauteilparameter, denn es hängt noch von der Oberfläche und dem Kühlkörper ab, daher gibt's hier im Datenblatt eine "Hausnummer". Der von s zu a ist der Dimensionierungsparameter des Kühlkörpers. Daher also:
1 | Quelle => Rthjc => Rthjs => Rthsa => Umgebung |
Wenn du keinen Kühlkörper hast, ist a und c praktisch identisch, denn das Bauteilgehäuse liegt direkt an der Umgebungsluft. Dafür gibt es dann noch einen zusammengefassten Parameter Rthja. Der ist logischerweise sehr viel größer als Rthjc, und normalerweise wenig relevant, weil solche Bauteile eigentlich immer gekühlt werden. Wenn wie in diesem Falle jedoch ohne Kühlkörper gearbeitet werden soll, musst du diesen Paramter nehmen. Da die thermischen Widerstände in Kelvin (Temperaturdifferen) pro Watt (äquivalent zum produzierten Wärmestrom) angegeben sind, ergibt sich direkt aus der entstehenden Verlustleistung eine Temperaturdifferenz. Diese ziehst du von der maximalen Sperrschichttemperatur ab, dann hast du die maximale Umgebungstemperatur, für die das alles noch funktioniert.
Hallo, hier wird es schön mit Formelzeichen erklärt, wobei die Abkürzungen von deutschen und auch englischen Worten stammen: http://elektronik-bastler.info/stn/kuehl.html hier, am besten drucken und durcharbeiten: https://www.fischerelektronik.de/fileadmin/fischertemplates/download/Katalog/technischeerlaeuterungen_d.pdf hier mit weniger Rechnerei https://www.digikey.de/de/articles/heat-sinks-a-step-by-step-guide?utm_adgroup=Fans%20%26%20Thermal%20Management&utm_source=bing&utm_medium=cpc&utm_campaign=Dynamic%20Search_DE_RLSA_Product_Purchaser&utm_term=k%C3%BChlk%C3%B6rper&productid=&utm_content=Fans%20%26%20Thermal%20Management&utm_id=bi_cmp-408472319_adg-1295224993482064_ad-80951625348772_dat-2332751357373157:loc-72_dev-c_ext-_prd-&msclkid=6e7d0ebfed1315a2c0396def6d1c9e8c Wichtig wäre zu wissen, wieviel Verlustleistung in der Brückenschaltung entstehen soll und da wird eher die größte Schwierigkeit liegen. Hedi. F schrieb: > Agetrieben wird ein DC Motor von 180V/1,5A Das ist schon nicht verschwindend gering. Zur Ansteuerung der Transistoren werden noch isolierende Treiber gebraucht, ebenso Isoliermaterial zur Montage der Transistoren auf Kühlkörpern, Überstromerkennung, etc. mfg
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Vielen Dank für alle Informationen.. das hat mir gut geholfen :-) Nun eine andere Frage; Wenn der Kühlwiderstand bei ca. 1.5K/W liegt (Pro IGBT), kann man einen passenden Kühlkörper, der einen maximalen Wärmwiderstand von z.B 2 K/W besitzt, finden ? In Kataloge sind meist Kühlkörper ab 5..10 K/W zu verfügung.
Hedi. F schrieb: > kann man einen passenden Kühlkörper, der einen maximalen Wärmwiderstand > von z.B 2 K/W besitzt, finden Der wird halt groß werden. Von diesem hier beispielsweise: https://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/$catalogue/fischerData/PR/SK189_/datasheet.xhtml?branch=K%C3%BChlk%C3%B6rper brauchst du dafür ein 125 mm langes Stück. Warum aber brauchst du so viel, willst du den Motor tatsächlich im aktiven Bereich der Transistoren ansteuern (statt im Schalterbetrieb)?
Jörg W. schrieb: > Warum aber brauchst du so viel, willst du den Motor tatsächlich im > aktiven Bereich der Transistoren ansteuern (statt im Schalterbetrieb)? Der Motor wird eigentlich mit den PWM-signale, die von den Arduino erzeugt wird, angesteuert. Im betriebsfall sind 2 Transistoren AN, also eine Taktet, und der andere bleibt für immer AN. Dann hab ich mir nachgedacht, dass die Verluste somit verdoppelt !?
Hedi. F schrieb: > Dann hab ich mir nachgedacht, dass die Verluste somit verdoppelt !? Ja, aber die Verluste im Schaltbetrieb sind eh minimal, Rechnung siehe oben. Für die allein brauchst du eigentlich gar keine Kühlkörper bei deinen 1,5 A Laststrom. Du musst also jetzt nur die Verluste nochmal betrachten, die während der Umschaltphasen auftreten. Da durchlaufen die Transistoren ja kurzzeitig den aktiven Bereich und setzen einiges an Leistung um.
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