Verlustleistung in Temperatur umrechnen

[Viktor (Gast)]

Guten Tag,

ich habe die Aufgabe die Verlustleistung eines Widerstands auf einer 
Platine in die Oberflächentemperatur umzurechnen. Habe folgende Formel 
gewählt:
Delta T = P * Rth.  Die Verlustleistung ist mit 0,33 W gegeben, jedoch 
habe ich Probleme den Wärmewiderstand Rth auszurechnen, in den 
Datenblättern steht auch nichts konkretes 
(http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/AOA0000/AOA0000CE4.pdf) 
Typ P08.

Hab auch versucht Rth über diese Formel: Rth = l / lambda * A mit
Lambda= 29,3 W/mk für alumina substrate, l=0,6mm² und A=5,12mm². Damit 
komm ich letztendlich jedoch nur auf eine Tempertaur von 1,3 Grad 
gegenüber der Umgebungstemperatur. Therotisch müsste sich der Widerstand 
etwa um 20-30 Grad erwärmen.
Weiß jemand wo mein Fehler liegt?

Gruß Viktor

[MaWin (Gast)]

> in den Datenblättern steht auch nichts konkretes

Doch, sehr konkrete (155-70)/0.33 = 275 K/W

Aber so konkret sind die gar nicht angebbar, weil die
Widerstände ihre Leistung über die Leiterplatte los werden
und nur zum geringen Teil direkt an die Luft.

Es kommt also drauf an, wie gross deine Paltine ist und
welche Bauelemente daneben noch heizen.

> alumina substrate

Eher ungewöhnlich.

> Weiß jemand wo mein Fehler liegt?

> Rth = l / lambda * A mit Lambda= 29,3 W/mk
> für alumina substrate, l=0,6mm² und A=5,12mm²

l ?

Nicht doch eher 1 ?

Also 0.03 K/W / Fläche.

Mit der interessanten Frage, ob die 29.3 pro
Quadratmillimeter oder doch eher pro Quadratmeter
gemeint sind.

[Viktor (Gast)]

Also die 155-70 Grad hast du wohl aus der Power Derating Curve, sie sind 
doch nur angegeben wenn der chip in einer Umgebungstemperatur größer 70 
Grad verwendet wird. Die 29,3 W/mk ist die Wärmeleitfähigkeit von 
alumina substrate (Aluminiumoxid).
Also ich hab den Stoff aus dem der Widerstand ist, die geometrischen 
Daten und die Verlustleistung. Ist es dann nicht möglich auszurechnen 
wie warm der Widerstand wird? Oder ist sogar mein Ansatz falsch?

Und Danke für deine Hilfe

[Reinhard Kern (Gast)]

Viktor schrieb:
> Also ich hab den Stoff aus dem der Widerstand ist, die geometrischen
> Daten und die Verlustleistung. Ist es dann nicht möglich auszurechnen
> wie warm der Widerstand wird? Oder ist sogar mein Ansatz falsch?

Völlig falsch. Die Wärmeleitung im Widerstandskörper selbst hat so gut 
wie keinen Einfluss: die Widerstandsschicht ist ja aussen, daher ist es 
total egal, wie gut die Verlustwärme von aussen in die Mitte des Körpers 
geleitet wird - da steht sie dann rum und fragt, wo soll ich denn hin?

Massgebend ist

A der Wärmewiderstand vom Körper zur Umgebungsluft, was von zahlreichen 
Parametern nichtlinear abhängt.

B der Wärmewiderstand von den Kappen zur Platine und von dort in die 
Umgebung, was noch viel komplizierter ist und vom Pad, vom LP-Material, 
der Bestückungsdichte und und und abhängt.

Berechnung kann man daher gleich vergessen, halbwegs zuverlässige Werte 
erhält man nur durch einen Musteraufbau und Messung mit einem Punkt- 
oder Infrarot-Thermometer. Datenblattangaben sind auch empirisch 
bestimmt.

Gruss Reinhard