Hallo Zusammen..
Habe vor, mir ein regelbares Netzgerät zu basteln. Damit ich bis zu 2A
Strom ziehen kann verwende ich zwei parallel geschaltete FET's
(BUK7514-55A) die gesamte Ausgangsspannung beträgt 24V wie kann ich
einen Kühlkörper berechnen, bei welchem ich beide FET's auf dem selben
montieren kann?
Rthja=(tempj-tempa)/Pv
Rthja=Wärmewiderstand
tempj=Junctiontemperatur
tempa=Umgebungstemperatur
Pv=Maximale Verlusttemperatur
Sehe ich das richtig, dass ich für Pv meine gesamte Ausgangsleistung des
Netzgerätes nehmen muss also 2Ax24V=48W oder muss ich hier die maximale
Verlustleistung meines Transistors einsetzen?
Die Temperatur tempj beträgt 175°C (Aus Datenblatt) und die Temperatur
tempa... kann ich die einfach bestimmen oder muss ich diese messen?
Diese Temperatur hängt doch von meinem Kühlkörper ab...
Besten Dank für eure Bemühungen...
Die meiste Verlustleistung tritt ja auf beim ausgangsseitigem
Kurzschluss mit Strombegrenzung voll aufgedreht. Da du bestimmt nach der
Gleichrichtung über 25V hast, müsstest du die Spannung * 2A rechnen.
tempa steht für "temperatur of a_mbient" = Umgebungstemperatur.
Die tatsächliche maximal auftretende Verlustleistung ist hier anzusetzen
und wird multipliziert mit der Summe aller Wärmewiderstände. Das ergibt
die Temperaturdifferenz zwischen Umgebung und Junction oder anders
ausgedrückt, es sagt dir, wieviel heisser die Sperrschicht als die
Umgebung ist.
Übrigens: die 175° würde ich niemals ansetzen. Da ist der Halbleiter
praktisch so gut wie im Jenseits.
Zur prinzipiellen Vorgehensweise ein Vergleich mit der Elektrik:
- du hast eine Wärmequelle in der Sperrschicht =^ Spannungsquelle
- du hast seriell geschaltete Wärmewiderstände =^ el. Widerstände in
Serie
- diese gehen auf die Umgebung =^ Masse.
Richtiges Vorgehen wäre:
- Bestimme die maximale Verlustleistung (Beachte den Post von Martin)
- Wähle die deiner Meinung nach maximale Sperrschichttemperatur (IMHO
max. 125°, in Extremfällen auch 140°, nicht aber 175°)
- Finde heraus, bei welcher maximalen Umgebungstemperatur (also
Innentemperatur des Gehäuses) der Kühlkörper betrieben wird.
- Rechne: gewählte max. Sperrschichttemp. minus maximale
Umgebungstemp. und teile dies durch die maximale Verlustleistung.
- das ist der maximale Wärmewiderstand, den du brauchst.
- ziehe davon die vorhandenen Wärmewid. ab, also Junction-Case und ev.
Case-Kühlkörper ab. Da du zwei FETs parallel betreiben willst, kannst du
vorher die Werte von Junction-Case und Case-KK halbieren.
Das was da übrigbleibt, ist dann der maximale Wärmewiderstand, den dein
Kühlkörper haben darf.
Okey das bedeutet, wenn ich einen Wärmewiderstand von 0.9 K/W (-> Aus
Datenblatt) rthj-m habe, muss ich diesen durch 2 dividieren. Das ergibt
0.45 K/W wenn ich noch einen Kühlkörper von 1.2 K/W nehme, so habe ich
einen gesamten Widerstand von 1.65 K/W
Der maximale Wärmewiderstand (1.65 K/W) mal meine c.a. 48W (=79.2°K)
ergibt mir die Temperatur welche ich von der Junctiontemperatur abziehen
muss, also 125°C - 79.2°K = 45.8°C das heisst meine Umgebungstemperatur
darf maximal 45.8°C heiss sein oder wie? Muss ich die 79.2°K umrechnen
also 352.2°C nehmen oder spielt dies keine Rolle?
Mercilon wrote:
> Okey das bedeutet, wenn ich einen Wärmewiderstand von 0.9 K/W (-> Aus> Datenblatt) rthj-m habe, muss ich diesen durch 2 dividieren. Das ergibt> 0.45 K/W wenn ich noch einen Kühlkörper von 1.2 K/W nehme, so habe ich> einen gesamten Widerstand von 1.65 K/W>> Der maximale Wärmewiderstand (1.65 K/W) mal meine c.a. 48W (=79.2°K)> ergibt mir die Temperatur welche ich von der Junctiontemperatur abziehen> muss, also 125°C - 79.2°K = 45.8°C das heisst meine Umgebungstemperatur> darf maximal 45.8°C heiss sein oder wie? Muss ich die 79.2°K umrechnen> also 352.2°C nehmen oder spielt dies keine Rolle?
Du hast richtig gerechnet, bei dem von Dir berechneten KK darf die
Umgebungstemperatur max. 45,8°C betragen.
(Wenn's bissl mehr wird ist's auch net schlimm da der Headroom bei der
max. tempj groß genug ist.)
Umrechnen musst Du da nix, die Kelvinskala benutzt die gleichen Schritte
wie die Celsiusskala, lediglich der Nullpunkt ist unterschiedlich
(Kelvin - absoluter Nullpunkt, Celsius - Gefrierpunkt d. Wassers).
nur absolute temperaturen dürfen in grad celsius angegeben werden,
temperaturdifferenzen (also celsius minus celius, celsius minus kelvin,
...) ergeben kelvin als einheit. du hast also richtig gerechnet. beachte
bei der luft auch, dass das teil auch im sommer betrieben wird, ggf. die
sonne auf den kühlkörper scheint und so weiter, also mit 22°c
raumtemperatur sollte man nicht rechnen. ich denke, dein kühler ist
recht gut dimensioniert, schau aber, ob dessen thermischer widerstand im
passivberieb, oder im belüfteten zustand gilt.
> ... celsius minus kelvin, ...) ergeben kelvin als einheit.
Gerade da würde ich sagen, es ergeben sich °Celsius im Ergebnis:
Ich habe einen Körper mit 50°C. Ich kühle ihn und reduziere seine
Temperatur um 20K. Er hat dann 30°C. Oder nicht?
Super!!
okey und wenn ich noch eine Isolationsscheibe (Glimmerscheibe) zwischen
FET und Kühlkörper einsetzen muss, da der TAB mit dem Darin des FET's
verbunden ist, so sinkt meine Umgebungstemperatur, sehe ich das richtig?
Was gibt es für möglichkeiten den Kühlkörper zu Isolieren und welchen
Wärmewiderstand besitzt eine solche Glimmerscheibe? Kommt es darauf an,
wie die beiden FET's auf dem Kühlblech montiert sind? am besten wohl
symetrisch...
@hildek: natürlich ergibt das celsius (indieeckestellundschäm)!
@Mercilon: ja, die höchstmögliche umgebungstemperatur sinkt. du usst den
thermischen widerstand, wie oben schon zu den anderen widerständen
zuaddieren. wie groß dieser ist, kannst du im datenblatt nachlesen, die
einschlägig bekannten versandhäuser helfen dir da weiter. ansonsten gibt
es noch wärmeleitpads, die im prinziup wie eine glimmerscheibe
funktionieren. das alles gibt es auch schon als zuschnitte für die
gängigen transistorbauformen.
