Hallo Forum-User,
Ich hab da ein Problem. Und zwar geht es darum, dass ich für eine
H-Brücke mit bipolartransistoren eine entsprechende Kühlung
dimensionieren muss. Ich werde aber aus dem Datenblatt nicht so richtig
schlau. Es sind keine Angaben für den Wärmewiderstand gegeben und ich
kann auch nicht so richtig auf die Verlustleistung schliessen.
Also die verwedeten Transistoren sind TIP41 und TIP42 mit 6A stromspitze
und max. 80 V.
Datenblatt hier:
http://www.fairchildsemi.com/ds/TI%2FTIP41C.pdfhttp://www.fairchildsemi.com/ds/TI%2FTIP42C.pdf
Vielleicht könnt ihr mir ja nen Ansatz geben, wie ich das anstelle.
Es soll ein 6V/5A DC motor damit versorgt werden.
Hoffe ihr könnt mir helfen.
Gruss Nils
Wenn nun im schlechtetsten Fall 30W verbraten werden sollen, dann
empfiehlt sich ein lueftergekuehlter Aluklotz, wie er zu PC verkauft
wird. Ohne Luefter, passiv, ist 30W schon eine ganze Menge.
Es ist also keinem Bekannt, ob es einen Wert Rthj-case für diesen
Transistor gibt? Einen CPU-Kühler wollt ich wenn möglich umgehen, da ich
unbedingt an Gewicht im System sparen muss.
Gruss Nils
http://www.datasheetcatalog.net/de/datasheets_pdf/T/I/P/4/TIP41.shtml
Öffne das Datenblatt von Power Innovations. Die Datenblätter mancher
Hersteller sind ausführlicher, als die von anderen.
(Natürlich ist dann theoretisch nicht garantiert, dass das auch für das
andere Fabrikat gilt, aber normalerweise sollten sie kompatibel sein.)
So wie Dennis das vorschlägt, gehts natürlich auch.
wiesi
Seltsam, dass diese Angabe fehlt... aus den Daten:
Tj(max) = 150°C
Pc(max) = 65W @ Tc = 25°C
RthJC = (150°C - 25°C) / 65W = 1,92K/W
Edit: Für einen 5A-Motor ist der Transistor zu knapp, der Motor wird ja
auch sicherlich mal mehr als 5A ziehen...
Ausserdem, bei 6V-Motor fällt die Uce bei der Verlustleistung stark ins
Gewicht, warum keine MOSFETs?
Hab die Schaltung fertig gekauft, da mir schon ein paar mosfets
durchgebraten sind. Lag im endeffekt an meinen Nerven. ;)
Der Motor wird übrigens über PWM angesteuert, somit sind 10A Peak
möglich. Achja, 5A ist übrigens maximaler Strom beim Motor.
Mal ne kleine Frage, dass müsste doch so passen oder?
P=U∙I=6V∙5A=30W
Sicherheitswert für TJ :
T_j=T_j-25K=150°C-25°C=125°C
Berechnung des gesamten Wärmewiderstandes:
R_G=(T_j-T_U)/P=(125°C-40°C)/(30 W)=2,83 (°C)/W=2,83 K/W
Berechnung des therm. Widerstandes des Kühlkörpers:
R_G = R_thG+ R_thÜ+R_thK
R_thK=R_G - R_thÜ- R_thG=2,83 K/W-0,35 K/W-1,92 K/W=0,563 K/W
Kannst du mir auch sagen, wie ich das mache? Ich würde jetzt mal denken,
das ich das über die PWM-Signalweite dann noch betimmen muss. Ist das
richtig? ICh bin noch ein Neuling auf diesem Gebiet. Komme eigentlich
aus dem Maschinenbau. Ich hab die Brücke noch nicht mit dem Motor laufen
lassen, da ich sie nicht unnötig zerstören möchte. Wäre dir dankbar,
wenn du mir kurz erläuterst was du genau meinst mit der zu verbratenen
Leistung.
Gruss Nils
Verlustleistungsberechnung (gute Näherung)
Für Bipolartransistoren :
Pv = Ucesat (aus dem Datenblatt) * maximaler Motorstrom
in deinem Fall bei Ucesat von 1,5 V * 5 A ergibt 7,5 W Verlustleistung.
Für Mosfet :
Pv = RDSon x Imax^2
Beispiel : BUZ 11 : RDSon 0,04 Ohm ergibt 1 W Verlustleistung
Gerechnet für eine Einschaltzeit von 100 % (maximalwert), bei
niedrigeren Drehzahlen sinkt somit die Verlustleistung....
Für PWM Motorsteuerungen bei niedrigen Spannungen / hohen Strömen
sind Mosfet mit niedrigem RDSon auf jeden Fall empfehlenswerter als
Bipolartransistoren da du die unter Umständen die Kühlkörper komplett
sparen kannst.
mfg
Primär gehts im Moment darum, de Steuerung meines Systems zum laufen zu
kriegen. Hab hier auch schon ein paar H-Brückenschaltungen mit Mosfets.
Allerdings ist da irgendwas nicht ganz koscher. Damit wollt ich mich
genauer beschäftigen, wenn alles läuft.
Erstmal danke für die Hilfe Ösi.
Kann ich mit dem Wert als Verlustleistung die Rechnung dann genau so
anstellen wie oben?
Ein R_thK von 0,56 K/W bedeutet anscheinend eine riesigen Kühlkörper.
Ich will euch ja net nerven, aber gibt es nicht irgendwo ein tolles
Beispiel, wie man sowas genau bestimmen kann, auch im Bezug auf PWM?
Gruss Nils
In grober Näherung einfach die Max. Verlustleistung mit dem
PWM-Taktverhältnis multiplizieren.
Ansonsten kannst du die Schaltung auch einfach Simulieren (z.B. mit
Switchercad/LTspice), und dann die Verlustleistung ablesen.
Ist grad bei PWM-MOSFET-Endstufen interressant, weil dort die meiste
Verlustleistung während des Ein/Ausschaltens anfällt, und nicht während
der ON-Zeit.
