Halli hallo, ich habe eine Anwendung, für die ich eine Schaltung konzipiert habe. Diese muss im Linearbetrieb agieren, hat dadurch im Worst-Case an einem Leistungstransistor (wird vermutlich ein BD909) eine Verlustleistung von 50W. Gesamtsystembedingt muss das ganze sehr Schwingungsarm aufgebaut werden, da es auf einem schwingungsgedämpftem Tisch platziert werden soll. Laut Datenblatt eines BD909 kann ich bei Gehäusetemperatur von max. 25° diese Leistung schaffen, doch wie schaffe ich es dies entsprechend zu kühlen? Grob überschlagen benötige ich einen Kühlkörper mit rund 0,1 K/W, am besten passiv / mit sehr langsam drehendem großem Lüfter. Einige CPU's liegen ja bei maximal 140 Watt Verlustleistung, und die Kühlkörper-Lüfter Kombination hält das ganze im Griff, bisher ist das mein einziger vielversprechender Gedankengang. Alternative könnte ich mir nur noch mit Methanol-Heatpipes und großen Profilkühlkörpern vorstellen, wobei dort der mechanische Aufbau dann nochmals komplizierter werden würde, von Beschaffbarkeit und Preis mal ganz abgesehen. Weitere Idee wäre ein Peltier-Element und von dort aus auch wieder auf einen riesigen Profilkühlkörper, wobei durch das Peltier-Element die Verlustleistung wohl noch einmal gesteigert wird, zwar ist dann der Transistor kühl, die abzuführende Wärme steigert sich dadurch aber auch noch ein wenig. Hat noch jemand eine Idee? Wasserkühlung wäre auch denkbar, jedoch finde ich kaum Referenzprojekte abgesehen von PC's und auch preislich sieht es nicht so gut aus mit Standardkomponenten.. Viele Grüße und besten Dank
Ein geeigneter CPU Kühler hat kein Problem damit, wohl aber der Transistor. Du musst zwei davon parallel mit Ausgleichswiderständen auf einem KK betreiben damit es problemlos wird.
Mit 2 Transistoren statt einem senke ich dessen Belastung, jedoch senke ich nicht die Verlustleistung: halber Strom, jedoch selbe Spannung, die verbraten wird. Das Kühlkörperproblem besteht meiner meinung nach dennoch. Mit Ausgleichswiderständen meinst du sicherlich eigene Emitterwiderstände?
TransistorenBrenner schrieb: > Mit 2 Transistoren statt einem senke ich dessen Belastung, jedoch > senke > ich nicht die Verlustleistung: halber Strom, jedoch selbe Spannung, die > verbraten wird. Das Kühlkörperproblem besteht meiner meinung nach > dennoch. Du halbierst aber den Wärmewiderstand vom Halbleiter bis zum Kühlkörper, und das macht sich deutlich bemerkbar, der KK muss dann nicht so kalt sein.
Weshalb eigentlich ein Transistor im TO-220 Kleid? Für 50W gibts auch deutlich sinnvollere Ghäuse.
Was für ein Package würdest du denn bevorzugen? TO-3 könnte ich mir auch vorstellen, aber wie ist es dort eigentlich: Kommt die Unterseite auf den kühlkörper oder die Oberseite?
TO-3 muss man sich schon lange nicht mehr antun. Schau nach TO-3P, TO-264, MT-200 oder SOT-227.
@ TransistorenBrenner (Gast) >Was für ein Package würdest du denn bevorzugen? TOP3 oder TO247. > TO-3 könnte ich mir auch >vorstellen, aber wie ist es dort eigentlich: Kommt die Unterseite auf >den kühlkörper oder die Oberseite? AUA! Natrlich die UNTERSEITE, denn dort ist die Metallfahne! Ein DÜNNE Schicht mit GUTER Wärmeleitpaste nicht vergessen! Siehe Kühlkörper.
TransistorenBrenner schrieb: > Kommt die Unterseite auf > den kühlkörper oder die Oberseite? Die Unterseite
@ hinz (Gast) >Du halbierst aber den Wärmewiderstand vom Halbleiter bis zum Kühlkörper, Nö, der bleibt gleich, aber bei halber Verlustleistung / Transistor bedeutet das grob nur die halbe Temperaturerhöhung. >und das macht sich deutlich bemerkbar, der KK muss dann nicht so kalt >sein. Eben. Wie jede Parallelschaltung verteilt man auch hier die Last auf mehrere "Verbraucher".
Die Kühler von Nofan können >80W. Bei Prozessoren ist die Wärmeentwicklung im Gegensatz zu einem Transistor auf kleine Fläche konzentriert, sollte also leicht gehen. Ein anderer Ansatz wäre der, dass der Lüfter nicht mit dem Tisch gekoppelt ist, also z.B. an der Decke aufgehängt ist o.ä. Dann gibt es auch wesentlich günstigere Kühler.
Wie lange am Stück muss das denn laufen? Evtl. kann man nämlich den Leistungsteil der Schaltung auch in einem Ölbad versenken. Bis das warm ist muss eine 50W Heizung ziemlich lang arbeiten.
@hinz (Gast) >Die Kühler von Nofan können >80W. Mit großem Lüfter. > Bei Prozessoren ist die >Wärmeentwicklung im Gegensatz zu einem Transistor auf kleine Fläche >konzentriert, Eher anders herum. Hast du schon mal so einen Prozessor bei Licht betrachtet? Auch den nackigen IC? Der ist ziemlich groß, größer als ein einfacher Transistor. Und bei der CPU hat man sich viel Mühe gegeben, den Wärmewiderstand zum Kühlkörper zu minimieren.
Falk B. schrieb: > @ hinz (Gast) > >>Du halbierst aber den Wärmewiderstand vom Halbleiter bis zum Kühlkörper, > > Nö, der bleibt gleich, aber bei halber Verlustleistung / Transistor > bedeutet das grob nur die halbe Temperaturerhöhung. Wie rum man es rechnet ist ja egal. P.S.: der andere hinz (15:35/15:36) will wohl eh bloß trollen.
Falk B. schrieb: > @hinz (Gast) > >>Die Kühler von Nofan können >80W. > > Mit großem Lüfter. Nö, ohne. https://www.computerbase.de/forum/showthread.php?t=1301623 http://www.hardwareluxx.de/community/f136/nofan-cr-95c-copper-heimlich-still-und-leise-918454.html#1.6 http://www.hardwareluxx.de/index.php/artikel/hardware/kuehlung/20589-kurztest-nofan-cr-95c-luxus-passivkuehler.html?start=6 Und zwar komplett ohne. >> Bei Prozessoren ist die >>Wärmeentwicklung im Gegensatz zu einem Transistor auf kleine Fläche >>konzentriert, > > Eher anders herum. Hast du schon mal so einen Prozessor bei Licht > betrachtet? Auch den nackigen IC? Der ist ziemlich groß, größer als ein > einfacher Transistor. Und bei der CPU hat man sich viel Mühe gegeben, > den Wärmewiderstand zum Kühlkörper zu minimieren. Kann sein. Dafür stehen 95W TDP aus Tests gegenüber 50W Maximalleistung des TO. Dazu kommt, dass ein Transistor mehr Hitze abkann als ein Prozessor (Throttle ab ca. 100 Grad). hinz schrieb: > P.S.: der andere hinz (15:35/15:36) will wohl eh bloß trollen. ah, gut, dass du das weißt. Pech nur, dass dem nicht so ist und der Vorschlag mit der Ölkühlung ernst gemeint war. Erklär doch mal, was dagegen spricht. Wird mit Computern auch gemacht, und deren Verlustleistung liegt deutlich höher. https://www.youtube.com/watch?v=Y1WkdXvtEKY
@hinz (Gast) >Vorschlag mit der Ölkühlung ernst gemeint war. >Erklär doch mal, was dagegen spricht. Die Sauerei mit dem Öl.
TransistorenBrenner schrieb: > Laut Datenblatt eines BD909 kann ich bei Gehäusetemperatur von max. 25° > diese Leistung schaffen, doch wie schaffe ich es dies entsprechend zu > kühlen? Grob überschlagen benötige ich einen Kühlkörper mit rund 0,1 > K/W, am besten passiv / mit sehr langsam drehendem großem Lüfter. Bei welcher Umgebungstemperatur? Im Kühlhaus wird es wohl funktionieren, im Sommer in einem unklimatisierten Raum unmöglich mit einem einfachen Kühler/Lüfter. Die Aufteilung auf mehrere Transistoren ist daher sehr sinnvoll, falls diese dann heißer werden dürfen. Je heißer die Transistoren werden, desto einfacher bekommt man die Wärme weg.
Gehe mal einfach davon aus, dass es unrealistisch ist, ein Transistorgehäuse auf 25C zu kühlen. Auch die CPU wird nicht auf 25C, sondern eher auf 45C gehalten. Und selbstverständlich halbiert sich der thermische Übergangswiderstand zwischen Transistor und Kühler bei Verwendung von 2 statt 1 Transistor.
Falk B. schrieb: > @hinz (Gast) > >>Vorschlag mit der Ölkühlung ernst gemeint war. >>Erklär doch mal, was dagegen spricht. > > Die Sauerei mit dem Öl. Was ist daran Sauerei, ein Stück Elektronik in ein Gefäß zu legen, Kabel anzuschließen und Öl draufzukippen? Da die Schaltung auf einem schwingungsfreien Tisch platziert ist, darf man wohl von stationärem Einsatz ausgehen. Mineralöl verdreckt nicht, verharzt nicht, verdunstet nicht... und ist kostengünstig. 30 Euro für 5l. Und nebenbei sehr leistungsfähig. 1l Paraffin pro Kelvin 2000 Joule. 5l Paraffin pro Kelvin 10000 Joule. 5l Paraffin pro 100 Kelvin 1 Mio. Joule aka 278 Wattstunden. 278 Wattstunden sind bei 50W über 5 Stunden Dauervollgas. Ohne Abgabe von Wärme an die Umgebung gerechnet. Also bitte...
Harald W. schrieb: > In Öl gebacken? Ich bitte darum. Wir können es uns in der heutigen Zeit nicht leisten, auch nur ein Joule ungenutzt zu lassen. Wer würde da widersprechen wollen? :) MfG Paul
@Paul Baumann (paul_baumann) >Ich bitte darum. Wir können es uns in der heutigen Zeit nicht leisten, >auch nur ein Joule ungenutzt zu lassen. Wer würde da widersprechen >wollen? Wer wird denn wegen ein paar Joule gleich jaulen? ;-)
TransistorenBrenner schrieb: > Laut Datenblatt eines BD909 kann ich bei Gehäusetemperatur von max. 25° > diese Leistung schaffen, Wo steht das? Das Gehäuse auf 25°C zu halten, bekommt man in keiner realen Anwendung hin. In der Derating-Kurve kann der BD909 50W bei 90°C, für das SOA-Diagramm fehlen Spannung und Strom Deiner Anwendung.
Manfred schrieb: > Das Gehäuse auf 25°C zu halten, bekommt man in keiner > realen Anwendung hin. Mit einer Umgebungstemperatur von unter -40°C ist das völlig unproblematisch. ;-) Gruß Jobst
Lies mal ein paar Beiträge zum Thema "Elektronische Last". Da wird aus gutem Grund die Wärme auf zahlreiche Transistoren verteilt. Wer hier so auf Kante rechnet, sollte besser einen "Transistorwechsler" erfinden. In einem normalen Büro sind im Sommer schon >30 Grad möglich und bei Wärmestau im Gehäuse sind es mehr als 70 Grad!
Manfred schrieb: > In der Derating-Kurve kann der BD909 50W bei 90°C Wobei die bissel merkwürdig ist. Normalerweise sind diese Kurven mit X=Tc beschriftet, geben also den Effekt des Wärmewiderstands zwischen Sperrschicht und Gehäuse wieder. Hier hingegen steht Tj=T(junction) dran, weshalb man von den ca 80° bei 55%Watt nochmal 50*1,4=70° für Tj-Tc abziehen müsste.
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