hallo zusammen, habe kurze frage zum thermischen widerstand von halbleitern. ich möchte eine diode mit ca. 20Adc betreiben, ca. 1V durchflußspannung. dadurch hab ich eine Verlustleistung von ca. 20W. Im Datenblatt der Diode ist ein Rth(Junction-Case) angegeben mit 0.7K/W. Bedeuted, dass mein Halbleiter sich um ca. 14K gegenüber zum Gehäuse erwärmt. Wenn meine Umgebungstemperatur jetzt z.b. 60°C beträgt, wie weiß ich dann ob ich die Diode kühlen muss, und wenn ja, welche Anforderung an den Kühlkörper kann ich damit ableiten ? Die maximale Junction Temperatur ist mit 175°C angegeben. Ich kann jetzt sagen, dass das Gehäuse der Diode nicht 160°C überschreiten darf. Aber wie finde ich die Beziehung Umgebungstemperatur zu Gehäuse heraus ? es ist noch ein Widerstand Gehäuse zu Kühlfläche (Case to Heatsink) angegeben (0.2K/W), aber das hilft mir irgendwie nich weiter... danke! grüße
mark schrieb: > hallo zusammen, > Im Datenblatt der Diode ist ein Rth(Junction-Case) angegeben mit 0.7K/W. > Bedeuted, dass mein Halbleiter sich um ca. 14K gegenüber zum Gehäuse > erwärmt. Wenn meine Umgebungstemperatur jetzt z.b. 60°C beträgt, wie > weiß ich dann ob ich die Diode kühlen muss, und wenn ja, welche > Anforderung an den Kühlkörper kann ich damit ableiten ? Viele Halbleiter haben zusätzlich den Wert Rth(Junction-Ambient) angegeben, der für Betrieb ohne Kühlkörper gilt. > Die maximale Junction Temperatur ist mit 175°C angegeben. > Ich kann jetzt sagen, dass das Gehäuse der Diode nicht 160°C knappes Design, nur 1K Reserve. Dein Kühlkörper-Wärmewiderstand ist in Serie zu Rthjc "geschaltet". Wenn der Kühlkörper für (160-60)K ausgelegt wird, darf er höchstens 100K/20W = 5K/W haben. Für die Montage (Wärmeleitpaste oder Pads) müssen noch 0,5..1K/W berücksichtigt werden. > es ist noch ein Widerstand Gehäuse zu Kühlfläche (Case to Heatsink) > angegeben (0.2K/W), aber das hilft mir irgendwie nich weiter... Du solltest vielleicht verraten, um welche Diode es geht. Vielleicht ist die Montageart angegeben (s. oben) Grüße, Peter
hallo, es handelt sich um die Leistungsdiode 60APU04 von IR. http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/60epu04.pdf Meine Angabe mit den 160°C ist nur der absolute Grenzwert, den ich in meinem ersten Post hergeleitet habe. Natürlich wäre es sinnvoller, deutlich drunter zu liegen. Du ziehst in deiner Rechnung die Umgebungstemperatur von der Gehäusetemperatur ab, hast dann ein Delta von 100K. Aber was bedeuten jetzt genau diese 100K effektiv für mich ? danke
Das läßt sich ausrechnen wie eine Serienschaltung von Widerständen, mit der Wärme geht das ganz analog! Also Widerstand in der Diode, Widerstand des Übergangs auf den KK, und Widerstand des KK. Angegeben in K/W....
Hallo, also im Prinzip musst Du alle thermischen Widerstände in Reihe schalten, also addieren. Da wären: Junction to case (0,7 K/W) Case to Heatsink (0,2 K/W) Heatsink zu ambient (Kühlkörper zur Umgebung) Nehmen wir mal an, Du veranschlagst eine im Betrieb auftretende maximale Umgebungstemperatur von 60 Grad (das ist Deine Festlegung, denn nur Du kannst abschätzen wie warm es im Gerätegehäuse wird). Du solltest noch eine Reserve zur maximalen Halbleitertemperatur einrechnen. Also lege z.B. die maximale Halbleitertemperatur auf 150 Grad fest. Somit darf die Temperaturdifferenz über allen thermischen Widerständen 150 Grad - 60 Grad = 90 Grad betragen. Diese Temperatur fällt an Deinen drei Widerständen ab. daraus kannst Du jetzt den maximalen Wärmewiderstand des Kühlkörpers berechnen. Der läge dann in diesem Fall bei 90K = (Rthjc + Rthch + Rthha) * 20W 90K/20W = rthjc + rthch + rthha rthha = (90K/20W) / (rthjc + rthch) = 5K/W Der eingesetzte Kühlkörper muss also einen Wärmewiderstand besser als 5K/W besitzen. Wie Peter schon schrieb: Um welche Diode handelt es sich denn?
Shice: Muss natürlich heißen rthha = (90K/20W) - 0,2K/W - 0,7K/W = 3,6K/W zum Glück ist das hier anonym ;-)
mark schrieb: > hast dann ein Delta von 100K. Aber was bedeuten jetzt genau diese 100K > effektiv für mich ? Der Kühlkörper muss von der Stelle, wo die Diode draufheizt, soviel Wärme abführen können, dass er dort nicht mehr als 100K über der Umgebung liegt. Wobei "Umgebung" natürlich in der Praxis auch bedeuten kann, dass im Gerätegehäuse 20 °C mehr als draußen herrschen und der Kühlkörper im Gerät also eine entsprechend höhere individuelle Umgebungstemperatur sieht. Die angegebenen 0,2K/W RthCS bei einer geraden, glatten und eingeschmierten Kühlfläche sind machbar, aber sicher nur ohne Isolierung zwischen Diode und KK. Grüße, Peter
Peter Roth schrieb: > Der Kühlkörper muss von der Stelle, wo die Diode draufheizt, soviel > Wärme abführen können, dass er dort nicht mehr als 100K über der > Umgebung liegt. Vielen Dank! Die Berechnung des Rthha hab ich grob soweit verstanden, auch wenn ichs noch etwas verinnerlichen muss. Wie weiß ich nun, ob ein bestimmter kühlkörper diesen Wärmewiderstand erfüllt ohne Experte im Bereich Wärmetechnik zu sein ? Wenn man zunächst von einer passiven Kühlung ausgeht...
@ mark (Gast) >Wie weiß ich nun, ob ein bestimmter kühlkörper diesen Wärmewiderstand >erfüllt ohne Experte im Bereich Wärmetechnik zu sein ? Wenn man zunächst >von einer passiven Kühlung ausgeht... Indem man ins Datenblatt des Kühlkörpers schaut? MFG Falk
:-) nun, ich ging von kühlkörpern ohne datenblätter aus... aber gut zu wissen... ich denke manchmal wohl etwas zu pessimistisch :) danke und gruß
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.