Hallo zusammen, ich will ein Gerät mit Schutzart IP41 basteln. Früher™ war thermisches Design total einfach (auch wenn für die gleiche Funktion oft deutlich mehr Leistung abgeführt werden mußte): Großen Kühlkörper auf die Rückseite oder direkt ein Alu-Kühlrippengehäuse, bei Bedarf noch ein heatspreader und alle Leistungshalbleiter fein säuberlich aufgereiht am Kühlkörper anschrauben oder -klemmen. Damit waren die Haupt-Wärmequellen schon einmal versorgt, und für den Rest sorgte die Konvektion im Gehäuse. Bei aktuellen IC-Gehäusen muß ja die Leiterplatte fast die komplette Wärmeabfuhr leisten. Konkret habe ich Leistungshalbleiter im PowerSO36-, HTSSOP28- und im TO-263-Gehäuse. Für die PowerSO36-Packages hat STM eine nette Application Note auch für normale doppelseitige Leiterplatten. Für HTSSOP28 habe ich bislang noch nichts Derartiges gefunden. Ingesamt bedeutet die Wärmeabfuhr über die Leiterplatte ja, daß sämtliche Wärme aus dem Gehäuse über die Konvektion der Luft im Inneren erfolgen muß, d.h. die Lufttemperatur gegenüber dem konventionellen Design steigt. Damit ist natürlich auch die Temperaturfestigkeit von Kondensatoren etc. ein wichtigerer Punkt. Kurz und gut: Ich muß alles, was ich über thermisches Design weiß, neu lernen. Wer kann mir "Design Guides" oder ähnliches empfehlen? Viele Grüße W.T.
@ Walter Tarpan (nicolas) >Bei aktuellen IC-Gehäusen muß ja die Leiterplatte fast die komplette >Wärmeabfuhr leisten. Jain. >Ingesamt bedeutet die Wärmeabfuhr über die Leiterplatte ja, daß >sämtliche Wärme aus dem Gehäuse über die Konvektion der Luft im Inneren >erfolgen muß, Nicht unbedingt. Man kann auch über eine thermische Zwischenkupplung (Aluklotz) von der Unterseite der Platine auf einen Kühlkörper gehen. Damit geht der Hauptanteil der Wärme über Wärmeleitung nach außen.
Falk B. schrieb: > Nicht unbedingt. Man kann auch über eine thermische Zwischenkupplung > (Aluklotz) von der Unterseite der Platine auf einen Kühlkörper > gehen. Das war auch mein erster Gedanke. Und mein zweiter Gedanke war: "Das Problem 'thermisches Design' ist sicherlich häufig genug, daß es bestimmt fundierte Informationen dazu gibt, wenn man weiß, wo man suchen muß."
Walter T. schrieb: > "Das Problem 'thermisches Design' ist sicherlich häufig genug, daß es > bestimmt fundierte Informationen dazu gibt, wenn man weiß, wo man suchen > muß." Nun, die Berechnung über Addition von Wärmewiderständen hat sich seit Jahrzehnten nicht verändert.
Harald W. schrieb: > Nun, die Berechnung über Addition von Wärmewiderständen hat sich > seit Jahrzehnten nicht verändert. Hm. Wenn jemand, der Wärmewiderstände berechnen kann, dadurch zum Designer für thermische Systeme wird, dann wird auch jemand, der Farbe mischen kann, zum Maler. Ich suche nach Gestaltungstipps und -regeln. Ich suche nicht nach Berechnungsgrundlagen. Die sind vorhanden.
Walter T. schrieb: > Ich suche nach Gestaltungstipps und -regeln. Einen Tipp, nämlich externe Kühlkörper zu verwenden, hast Du weiter oben ja schon bekommen. Allgemeine Gestaltungstipps wirst Du nicht finden, dazu sind die Geräte zu unterschiedlich.
Möchtest du wirklich für 2W Verlustleistung ein Kompendium verfassen? Früher musste, wie du schon ausführtest, mehr Verlustleistung abgeführt werden. Ein 10W-Class-D-Verstärker passt in ein 20-poliges DIL-Gehäuse und wenn du es kühl magst, klebst du einen DIL-Kühlkörper obenauf. Dann geht der Verstärker auch bei 70°C noch zuverlässig ohne thermische Begrenzung. Ein 2kW Wechselrichter mit ordentlich MOSFETs in der H-Brücke ist schon ein ganz anderes Kaliber. Da geht es um die schnelle Abführung, nicht die große Wärmekapazität. Nach Platine mit Alukern bleibt nicht mehr viel Verlustleistung übrig und ein Aluminiumgehäuse genügt vollauf, 10-20°C über der Umgebungstemperatur zu bleiben. Es hindert dich auch nichts daran, weiterhin TO-220-MOSFETs einzusetzen, wenn anders Wärme abgeführt werden muss. Du darfst auch heute noch TO-3-Transistoren für die Stromerhöhung eines Linearreglers a la LM317 verwenden. Die meisten thermischen Designs werden simuliert, vulgo: es gibt Software dafür. Alles darunter geht mit Fläche zu erschlagen. Wenn du Schaltungen hast, bei denen die Frage nach gefüllten oder ungefüllten Vias wichtig wird, solltest du deine ohnehin schon stattfindenden Schaltungssimulationen um thermische ergänzen. (Die wenigsten Bastler erstellen Schliffbilder ihrer Elektronik, um das Problem im Lötprozess auszuschließen, d.h. ordentlichen Wärmekontakt zwischen thermal pad und PCB zu untersuchen. 's wird halt nochmal im Ofen gebacken oder mit dem Lötkolben von unten nachgeheizt.)
Boris O. schrieb: > Möchtest du wirklich für 2W Verlustleistung ein Kompendium verfassen? Nein, ich will ein Kompendium lesen. Boris O. schrieb: > Nach Platine mit Alukern bleibt nicht mehr > viel Verlustleistung übrig Ab welchem Wärmestrom ist eine Leiterplatte mit Alukern sinnvoll? Bis wann geht FR4? Bis wann geht FR4 ohne Supply Layer? Beispiel: TB6560AHQ im HZIP25-P-Gehäuse. Verlustleistung (grob) 5W. Temperaturgrenze 85°C. Wärmewiderstand 37°C/W. Wird direkt an einen Kühlkörper oder Heatspreader geschraubt. Damit heizt er sich und den Innenraum marginal auf. Ein Becherelko mit 85°C-Rating fühlt sich einen halben Daumenbreit daneben pudelwohl. L6474 im POWERSO36-Gehäuse. Verlustleistung (maximal) 5W. Temperaturgrenze 150°C bei einem Wärewiderstand von 12°C/W (zum Ground Pad). Eine sinnvolle thermische Anbindung sieht völlig anders aus als beim HZIP25-Gehäuse. Zum Glück gibt es für dieses Package eine entsprechende Application Note. Wahrscheinlich ist in einer ganzen Daumenbreite ein Elko mit dem 150°C-Rating nicht komplett fehl am Platz. Es ist völlig in Ordnung, wenn euch das Thema nicht interessiert. Mich interessiert es.
Walter T. schrieb: > TB6560AHQ im HZIP25-P-Gehäuse. Verlustleistung (grob) 5W. > Temperaturgrenze 85°C. Wärmewiderstand 37°C/W. Da reicht etwas Kopfrechnen, um zu merken, das das nicht passt.
Harald W. schrieb: > Da reicht etwas Kopfrechnen, um zu merken, das das nicht passt. Wie auch immer Du Leistung, Junction-Wärmeübergangskoeffizient und Gehäusetemperatur im Kopf zusammenrechnen willst. Das war aber auch alles nicht die Frage. Ich suche nach Designtipps für Baugruppen mit modernen Leistungshalbleitern.
Walter T. schrieb: > Das war aber auch alles nicht die Frage. Ich suche nach Designtipps für > Baugruppen mit modernen Leistungshalbleitern. Warum löcherst Du nicht Fischer, Kunze und wie sie alle heißen mit diesen Fragen? Irgendwer von diesen Kühlungsspezialisten wird doch auf der Website oder im direkten Gespräch auf entsprechende Lieteratur verweisen.... Und ja, das Thema ist aktuell... Sonst würde es keine brauchbare Simulationssoftware dazu geben (Irgendwein Addon zu Solidworks und zB. das tool mit dem Fischer seine KK berechnen läßt) iaW: Wende Dich an die und nicht an die Meute, die liebend gerne Fragen als nicht nötig ansieht oder sonst wie in der Luft zerreißt... MiWi
Walter T. schrieb: > Harald W. schrieb: >> Da reicht etwas Kopfrechnen, um zu merken, das das nicht passt. > > Wie auch immer Du Leistung, Junction-Wärmeübergangskoeffizient und > Gehäusetemperatur im Kopf zusammenrechnen willst. > > > Das war aber auch alles nicht die Frage. Ich suche nach Designtipps für > Baugruppen mit modernen Leistungshalbleitern. Scheint so als hätte niemand Ahnung davon.
Conny G. schrieb: > Scheint so als hätte niemand Ahnung davon. 1. die alten Regeln gelten noch immer, Wärmewiderstand, Kühlkörper 2. es gibt Software, die das Simulieren kann 3. Prototyp bauen und Nachmessen Walter T. schrieb: > Ab welchem Wärmestrom ist eine Leiterplatte mit Alukern sinnvoll? Bis > wann geht FR4? Bis wann geht FR4 ohne Supply Layer? Abhängig von angestrebter Lebensdauer und Zuverlässigkeit, Umgebungstemperatur, Platinendesign, verwendeten Bauteilen und vielem mehr.
"AN-1520 A Guide to Board Layout for Best Thermal Resistance for Exposed Packages": http://www.ti.com/lit/pdf/snva183
Walter T. schrieb: > Kurz und gut: Ich muß alles, was ich über thermisches Design weiß, neu > lernen. Na ja, es gibt die interessamte Aussage (von Douglas Self), daß beim TO3 Gehäuse wenn es waagerecht auf einem Kühlkörper montiert ist, die Kappe heisser ist als der Flange, also Boden. Das bedeutet, daß die Konvektion schon im TO3 Gehäuse so gut sein muss, das es die Wärme besser vom Kristall zum Deckel führt als die Wärme vom Kristall über den Boden zum Deckelblech (und natürlich weil Wärmeleitung bidirektional ist auch zurück zum Flange) geführt wird. Sprich: Konvenktion wird unterschätzt.
:
Bearbeitet durch User
Michael B. schrieb: > daß beim TO3 > Gehäuse wenn es waagerecht auf einem Kühlkörper montiert ist, die Kappe > heisser ist als der Flange, also Boden. Nö, das heißt im Gegenteil sogar einfach, daß die Luft fabelhaft isoliert.
Michael B. schrieb: > Na ja, es gibt die interessamte Aussage (von Douglas Self), daß beim TO3 > Gehäuse wenn es waagerecht auf einem Kühlkörper montiert ist, die Kappe > heisser ist als der Flange, also Boden. Mir noch über Nacht eingefallen: Wenn Du mit dem Rücken auf dem Fliesenboden liegst und Dir eine Daunenstecke über den Bauch legst, ist Dein Rücken kälter als Dein Bauch. Und bevor ein Forenteilnehmer den blöden Spruch bringt: Nein, das liegt nicht daran, daß Wärme nach oben steigt. Clemens L. schrieb: > "AN-1520 A Guide to Board Layout for Best Thermal Resistance for Exposed > Packages": http://www.ti.com/lit/pdf/snva183 Danke! Das kannte ich zwar schon, geht aber genau in die Richtung, was ich suche.
:
Bearbeitet durch User
Guten Morgen, ich bin gerade durch Zufall per Google-Suche auf meinen alten Thread gestoßen und habe gemerkt, daß ich immer noch nach dem gleichen suche wie damals. Kennt jemand gute Application Notes oder Beispiele für thermisches Design bei der Verwendung moderner Halbleiter (beispielsweise Power SOT), die sich nicht mehr an einen Kühlkörper schrauben lassen? Die Application Note, die oben verlinkt war, ist nicht übel, behandelt aber nur, wie ich die Wärme aus dem Bauteil in die Leiterplatte bekomme. Der Teil, wie ich Wärme aus der Leiterplatte aus dem gekapselten Gehäuse am besten wieder heraus bekomme, fehlt.
:
Bearbeitet durch User
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte 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.