Hallo, ich bin momentan noch in der Konzeptphase für einen kleinen Kühlkörper Versuchsstand. Ich hab die wenigen Artikel bezüglich heizen mit MOSFETS soweit gelesen, glaube aber das der naheliegendste Weg (Leistungswiderstand mit Transistorschaltung) für meinen Zweck nicht der beste ist. (auch finanziell) Ziel: Evaluation von Kühlungen. Hierbei gilt es im Grunde die Kühlleistung (~elektr. Leistungsaufnahme) zu bestimmen und gemeinsam mit den auftretenden Temperaturen festzuhalten. Hierfür soll primär eine kleine Austauschfläche von 50x50mm auf einer Al Trägerplatte aufgeheizt werden, die Temperaturen sollen durch Regelung (PWM) nie 120°C übersteigen, da die Kühlkörper/ Kühlung auch für Halbleitergruppen/Prozessoren gedacht sind. (Abbruch des Versuchs) Schema Bild: http://i.cubeupload.com/znO9Ym.jpg Insgesamt sollen bis zu 300-350W an Leistung durch diese kleine Fläche abgegeben werden, sofern die Kühlung in der Lage ist diese abzuführen. Hierfür steht ein PC Netzteil zur Verfügung. Für die Ansteuerung und die Messungen von Strom und Temperatur (PT100), steht eine IO Interface Karte zur Verfügung. Für die gewünschte Leistung kommt man auch von der Baugröße nicht mit Leistungswiderständen hin. Der Aufbau soll möglichst klein und kompakt sein. Ich hätte daher dran gedacht eine Handvoll Transistoren auf der Rückseite der Platte anzubringen (verlöten?) und parallel zu betreiben und durch möglichst ungünstige Einstellung der Schaltverläufe Leistung zu verbraten. Welche Transistoren könnte man hierfür hernehmen? (IRF540?) Was müsste ich noch beachten, z.B. bei der Strombegrenzung? Wie sieht es mit der Verlustleistung bei Transistoren aus? Wird im geschaltenen Zustand oder wirklich bei den Schaltwechseln die meiste Leistung verbraten? (definiert die Form des PWM Signals) Braucht man einen Treiberbaustein wenn man Ausgänge bis 5V mit der IO Karte schalten kann? Wie könnte ne beispielhafte Schaltung aussehn ? (hat was sowas ähnliches schonmal jemand gemacht) Danke schonmal für alle Antworten Gruß
Da Du sowieso PWM einsetzen willst, wäre die bessere Lösung ein Leistungswiderstand (z.B. Firma DALE) auf Deiner Trägerplatte montiert. Der Stromfluß/Leistungsabgabe durch den Widerstand wird dann mit einem einzigen IRF540 per PWM gesteuert.
Hallo, BenB schrieb: > Für die gewünschte Leistung kommt man auch von der Baugröße nicht mit > Leistungswiderständen hin. Hast du dabei bedacht, das die Leistung durch die Kühlung (die du ja hast, weil du sie testen willst) die möglich Leistung des Widerstands erhöht? BenB schrieb: > Welche Transistoren könnte man hierfür hernehmen? (IRF540?) > Was müsste ich noch beachten, z.B. bei der Strombegrenzung? > Wie sieht es mit der Verlustleistung bei Transistoren aus? > Wird im geschaltenen Zustand oder wirklich bei den Schaltwechseln die > meiste Leistung verbraten? Ich würde eine Bipolartransistor nehmen und im Linearbetrieb betreiben. Bei einer PWM ist ja normal das ziehl möglichst wenig Leistung in Wärme umzusetzen. Also wieso nicht einfach einen NPN und über die PWM mit Filterung eine regelbare Gleichspannung erzeugen? Gruß Kai
Bei 120°C kannst du mit Transistoren nicht mehr vernünftig heizen, weil deren Sperrschichttemperatur ja dann noch deutlich höher wäre und da dürfen die kaum noch belastet werden. Ein Diagramm zur Leistungsreduktion mit der Temperatur gibts in jedem DB.
Transistor plus Leistungswiderstand auf die Platte und als Konstantstromsenke betreiben. Über die Spannung und den gemessenen Strom kann zum einen geregelt und zum anderen über einen µC die tatsächlich abgegebene Leistung ermittelt werden. Wenn du noch ein Thermosensor montierst und auswertest kannst du entweder auf konstante Leistung oder konstante Temperatur regeln und den jeweils anderen Wert messen.
Hi, also 120°C war nur die oberste Grenze, die nicht wirklich erreicht werden soll. Mein Fokus ist auf möglichst hoher Wärmestromdichte. Die notwendige Elektrik sollte klein und günstig sein, da ich die Kühlerkomponenten auch bauen werde und dann irgendwann das Budget erschöpft ist. Mittlerweile weis ich auch wieder woher die Idee mit MOSFET heizen kam: http://www.ednasia.com/ART_8800505460_1000004_TA_b370e9df.HTM kann man machen, aber eher im niedrigen Leistungsbereich und ohne diese zu messen. Ich hatte ein Problem mit den Leistungswiderständen v.a. was die Größe und die Kosten angeht. @Gregor Danke, der Vishay Widerstand sieht bereits recht gut aus. Hab im Anschluss dann die hier gefunden die reichen könnten: http://www.reichelt.de/Dickschichtwiderstaende-TO220/RTO-50F-2-2/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=89480;GROUPID=4336;artnr=RTO+50F+2%2C2 TO220 Package ist klein genug um mehrere dieser Art konzentriert unter die Platte zu bekommen. @Kai Laut Datenblatt haben die Widerstände ihr Leistungsmaximum immer bei RT und nimmt dann vermutlich wegen des Temperaturkoeffizienten (wachsender Widerstand-> geringerer Strom) langsam ab. Der Umstand das gekühlt wird ist ja generell bei diesen Widerständen bereits eingeplant, d.h. ich bewege mich da nur im normalen Spektrum des Bauteils. Hab mir das mitm bipolar Transistor notiert. In den Datenblättern steht drinnen das man die Widerstände auch für kurze Zeit höher belasten kann, Overload. Wäre es denn möglich mit PWM die Widerstände gepulst mit höheren Strömen und damit höherer Leistung zu betreiben? statt 100W konstant -> 200W gepulst? Hat jemand schonmal mit diesen Heizelementen gearbeitet? : http://www.conrad.de/ce/de/product/532894/PTC-Heizelement-12-V-Betriebsspannung-12-VDC-Leistung-Max-150-W-Oberflaeche-Heizplatte-ca-240-C Mir ist bei dem Element nicht ganz klar, ob man die Wärmeleistung auch komplett über Wärmeleitung abführen könnte, oder ob es zwingend den Luftstrom dadurch braucht. Danke nochmal für die Antworten
> ob man die Wärmeleistung auch komplett...
Diese Frage stellt sich nicht mehr, wenn du die "Beschreibung" zu diesem
Produkt liest.
Beschreibung Das sehr kompakte und... Bei Erreichen der maximalen Heiztemperatur sinkt die Stromaufnahme..... Durch die Entnahme einzelner Heizplatten lässt sich die Heizleistung variieren. Bei Inbetriebnahme mit drei Heizplatten und einer Umgebungstemperatur von 25 °C sowie einem Luftstrom von 3 m/s durch das Element kann die aufgenommene elektr. Leistung bis zu 150 W betragen. Im Dauerbetrieb ohne Luftdurchsatz (Tamb = 25 °C) beträgt die Strom- aufnahme ca. 1,75 A. Die seitlich ..... Bitte beachten Sie das Datenblatt.
1. PWM würde ich vermeiden um mögliche Einflüsse auf die Messung klein zu halten. -__-_ -_ ... 2. Frage ist auch, an WELCHEM Punkt die Temperatur genau sein soll. 3. Thermische Trägheit Deiner Elemente =? 4. >bis zu 300-350W an Leistung durch diese kleine Fläche Das scheint mir etwas optimistisch bei 5x5cm ohne Wasserkühlung?
@Aufmerksamer Leser Danke, ich habe das Datenblatt und die Beschreibung zuvor gelesen. Die Frage stellt sich dennoch. Ist es beispielsweise möglich die Elemente mit WLP zu vergießen und die Wärme über Wärmeleitung abzuführen, oder könnte dies die Elemente beschädigen? Bei vielen Bauteilen ist so z.B. nicht die effektive Leistung entscheidend, sondern die maximale Wärmedichte, die Leistung die auf kleiner Fläche abgegeben werden kann. (Bevor die thermische Verfüllung anfängt zu glühen/schmelzen etc) Da der Wärmeübergang an Luft alles andere als effizient ist (Re,Nu,Pr), würd ich erwarten mit WLP deutlich mehr Leistung abgeben zu können als mit dem Luftzug. Könnte das Element jetzt dadurch Schaden nehmen oder eher nicht? Wie sieht die Schaltung bei dem Element aus? Könnte man die einzelnen Elemente rausnehmen und in eine neue Halterung einpassen? @oszi 1.Du meinst wegen dem zusätzlichen Noise, beim Messen des Stroms? Das Problem ist nur, ich hab mit der IO Karte ne bessere Zeit-Auflösung als ne Spannungsauflösung für die Ausgänge. Auch wegen der Trägheit der Widerstände/Heizelemente wirds kein hochfrequentes PWM. 2.Die Temperatur würde ich gern mittig des 50x50mm Abschnitts erfassen. (separater Schaltkreis, direkt an den IO Inputs, Pt-Sensor da ich mit diesen bereits gearbeitet habe) 3.Über die th. Trägheit kann ich noch nichts aussagen. 4. Es soll möglich sein sowohl luft- als auch flüssigkeitsbasierte Kühlungen zu betrachten. Kernfrage ist auch ob eine höhere Kühlleistung als mit konventioneller WaKÜ erreicht werden kann. Daher die hohe angepeilte Leistung.
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