Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET IRFP260N: Rückschluss von Gehäusetemperatur auf Junction-Temperatur


von Hans (Gast)


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Hallo Leute!

Ich habe mal eine Frage bezüglich des MOSFETs IRFP260N. Ich benutze 
diesen als Stromsenke. Jetzt würde ich gerne wissen, wann ich ihn 
abregeln muss bevor er den Hitzetod stirbt.

Im Datenblatt steht eine maximale Junction-Temperatur von 175°C. Dann 
steht da weiter, dass der thermische Widerstand zwischen Sperrschicht 
und Gehäuse 0,5°C/W beträgt.

Auf dem MOSFET habe ich einen Platin-Temperatursensor geklebt. Mittels 
diesem kann ich die Temperatur des Gehäuses ermitteln.

Nur was heißt das jetzt genau? Wann ist Schluss? Muss ich für einen 
Rückschluss immer wissen, wieviel Watt ich gerade verheize? Also mal 
angenommen, es fließen gerade 3A bei 30V, also 90W (jetzt mal den 
Verlust am Shunt außer Acht gelassen), dann würde der 
Temperaturunterschied zwischen Gehäuse und Sperrschicht schonmal einen 
Unterschied von 45°C haben?

Mit einer Raumtemperatur von 20°C und einer gemessenen Temperatur von 
100°C am Gehäuse würde die Sperrschicht bereits eine Temperatur von 
165°C haben?


Stimmt das so?

von HildeK (Gast)


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Hans schrieb:
> Stimmt das so?

Nein.
Hier spielt die RT kein Rolle. Du misst am Gehäuse 100°C und bei 90W 
kommen bis zur Sperrschicht nochmals 45K hinzu. Gibt in dem Fall 145°C 
an der Sperrschicht.
Dabei ist natürlich wichtig, wie genau und wie nahe am Gehäuse du die 
Temperatur feststellst.

von MaWin (Gast)


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> Muss ich für einen Rückschluss immer wissen, wieviel Watt ich
> gerade verheize?

Ja.

Eine Stromsenke kann den Wert sogar ausrechnen.

Oder du nimmst den Maximalwert, dann bist du immer auf der
sicheren Seite.

Oder du kennst den exakten Wärmewiderstand des Kühlkörpers und
Isolierpads und die Umgebungstemperatur, dann kannst du aus
(Gehäusetemp - Umgemungstemp) / (Wärmewiderstabnd KK+Glimmer)
rückrechnen welche Leistung gerade verbraten wird.

Das ist aber thermisch viel träger als Chip zu Gehäuse,
funktioniert also nur wenn die Leistung langsam zunimmt.

von Hans (Gast)


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HildeK schrieb:
> Hier spielt die RT kein Rolle.

Stimmt. Macht Sinn.

HildeK schrieb:
> Gibt in dem Fall 145°C
> an der Sperrschicht.

OK, also THEORETISCH noch 30K Luft nach oben, denn

HildeK schrieb:
> Dabei ist natürlich wichtig, wie genau und wie nahe am Gehäuse du die
> Temperatur feststellst

das ist natürlich immer so eine Sache. Das Platin-Element ist direkt mit 
Wärmeleitkleber auf die Gehäuseoberseite geklebt. Dennoch bleibt da 
natürlich eine Fehlerquelle.

Mal angenommen, man betreibe die Sperrschicht bei 170°C, ist das 
dauerhaft OK, weil eben noch unter den abs. max. ratings, oder ist das 
schon eher zu vermeiden?

von Hans (Gast)


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MaWin schrieb:
> Eine Stromsenke kann den Wert sogar ausrechnen.

Ja klar, mache ich auch.

MaWin schrieb:
> Das ist aber thermisch viel träger als Chip zu Gehäuse,
> funktioniert also nur wenn die Leistung langsam zunimmt.

Das wär mich auch zu unsicher.

von HildeK (Gast)


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Hans schrieb:
> Mal angenommen, man betreibe die Sperrschicht bei 170°C, ist das
> dauerhaft OK, weil eben noch unter den abs. max. ratings, oder ist das
> schon eher zu vermeiden?

Das ist zu vermeiden. Die Lebensdauer von Halbleitern nimmt drastisch ab 
mit höher werdenden Temperaturen. Kühle so gut wie möglich - das ist 
immer die beste Lösung. 150°C bei solchen Halbleitern an der 
Sperrschicht sollte aber noch gehen.
Die 90W wären natürlich besser auf zwei Transistoren aufgeteilt.

Hans schrieb:
> OK, also THEORETISCH noch 30K Luft nach oben,

Ja, aber die "Luft" wird natürlich bei höheren Umgebungstemperaturen 
auch mit verbraucht, z.B. bei einem Einbau in ein Gehäuse oder im 
Hochsommer.

von Anja (Gast)


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Hans schrieb:
> Auf dem MOSFET habe ich einen Platin-Temperatursensor geklebt.

Die Gehäusetemperatur wird aber auf der Unterseite auf Höhe der 
Chip-Mitte gemessen.
Auf der Oberseite hast Du ganz andere Temperaturen.

Gruß Anja

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