Hallo, ich habe hier einen VN750PS-E (High Side Treiber) von STM im SO-8 Gehäuse (ohne exposed pad). Es soll Lasten bis zu 5A schalten, was bei einem Rds von 60mOhm eine Leistung von ca. 1.5W beträgt. Bei steigender Temperatur erhöht sich auch der Rds. Bei einer Kupferfläche von 2cm² und Dicke von 35µm, würde sich die Temperatur auf ca. 123°C erhöhen, was viel zu hoch ist. Datenblatt: http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/36/97/9d/05/ce/5b/49/c2/CD00256288.pdf/files/CD00256288.pdf/jcr:content/translations/en.CD00256288.pdf ________________________________________________________________ Ich habe an eine Leiterplatte (max. 4 Layer) mit 70µm Kupferdicke gedacht und Vias zur Wärmeabführung. Allerdings habe ich überhaupt keine Ahnung, wie ich die ganzen Flächen dimensionieren bzw. berechnen soll, obwohl ich schon den halben Tag am recherchieren bin... Ich habe z.B. auf dieser Seite (http://www.skottanselektronik.com/) die Thermal Vias berechnet und kaum auf ca ~6K/W, kann diesen Wert jedoch nicht interpretieren Daher meine Frage, wie ich das ganze (grob) berechnen kann.
Da R6 schon 58°C/W beträgt, beträgt die Temperaturerhöhung bei unendlicher Kühlfläche schon 87°C. -> Vergiss es!
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Andreas B. schrieb: > Da R1 schon 56°C/W beträgt, beträgt die Temperaturerhöhung bei > unendlicher Kühlfläche schon 84°C. > -> Vergiss es! R1? Woher hast du den Wert? Und wie hast du das mit der unendlichen Kühlfläche berechnet?
Krlto90 schrieb: > Es soll Lasten bis zu 5A schalten, was bei einem Rds von 60mOhm eine > Leistung von ca. 1.5W Freilich nicht dauerhaft, sondern nur peak im Schaltmoment. Rechne mal aus, wie die mittlere Verlustleistung ist, die zur durchschnittlichen Erwärmung beiträgt. Außerdem hast du auch nichts zur Schaltfrequenz erzählt. Oder missverstehe ich den Einsatzzweck von deinem Treiber?
@Krlto90 (Gast) >Bei einer Kupferfläche von 2cm² und Dicke von 35µm, würde sich die >Temperatur auf ca. 123°C erhöhen, was viel zu hoch ist. Nö, denn das Ding darf mit bis zu 150°C Sperrschichttemperatur laufen und bis zu 4,2W Verlustleistung umsetzen. Außerdem sind es 123K ÜBERTEMPERATUR, siehe Kühlkörper. >Ich habe an eine Leiterplatte (max. 4 Layer) mit 70µm Kupferdicke >gedacht und Vias zur Wärmeabführung. Kann man machen. Oder man nimmt einen SMD-Kühlkörper. http://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%C3%BChlk%C3%B6rper/C04/Kupferk%C3%BChlk%C3%B6rper%20f%C3%BCr%20D%20PAK%20und%20andere/search.xhtml >Allerdings habe ich überhaupt keine Ahnung, wie ich die ganzen Flächen >dimensionieren bzw. berechnen soll, obwohl ich schon den halben Tag am >recherchieren bin... Naja, sowas zu berechnen oder gar zu simulieren ist eher aufwändig und setzt einiges an Wissen voraus. >Thermal Vias berechnet und kaum auf ca ~6K/W, kann diesen Wert jedoch >nicht interpretieren Das ist ein sehr niedriger Wert. Er bedeutet, wenn dort 1W Wärme abgeführt werden muss, steigt die Temperatur um 6°C. Das ist wenig. >Daher meine Frage, wie ich das ganze (grob) berechnen kann. Nicht wirklich. Man kann bestenfalls nach Layouts und Application Notes suchen, wo das bereits gerechnet und gemessen wurde und die möglichst kopieren.
Sorry, ich hatte gedacht, das wäre der erste R (auf S.20). Aber genau dieser ist ja von der äußeren Fläche abhängig. Nehme alles zurück.
@ Al3ko -.- (al3ko) D >> Es soll Lasten bis zu 5A schalten, was bei einem Rds von 60mOhm eine >> Leistung von ca. 1.5W >Freilich nicht dauerhaft, Doch. > sondern nur peak im Schaltmoment. Nein. >Oder missverstehe ich den Einsatzzweck von deinem Treiber? Ja. Das ist ein Leistungstreiber, der 5A dauerhaft schalten kann, kein MOSFET-Treiber, der nur kurze Ladeströme liefen muss.
Ich lese mich morgen noch mehr ein und melde mich, wenn es noch unklar ist. Ich würde mich über Lesestoff bezüglich Berechnung des Wärmewiderstandes mit Thermal Vias und Kupferflächen freuen. Diesbezüglich habe ich nicht viel gefunden.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite#Weblinks http://circuitcalculator.com/wordpress/2006/03/12/pcb-via-calculator/
Krlto90 schrieb: > Ich lese mich morgen noch mehr ein und melde mich, wenn es noch unklar > ist. > > Ich würde mich über Lesestoff bezüglich Berechnung des Wärmewiderstandes > mit Thermal Vias und Kupferflächen freuen. Diesbezüglich habe ich nicht > viel gefunden. Bei ST bleiben? Guidelines for using ST's MOSFET smd Packages http://www.st.com/resource/en/application_note/cd00004438.pdf Viel gerechnet,theoretisiert wird bei denen aber nicht.
Moin, So mal ganz ohne Berechnung, nur ausm Bauch raus: Wuerd' ich nicht machen. Sogar bei einem SO-8 mit exposed Pad sind 1.5W schon eine ordentliche Hausnummer. Da wird die Platine schon tuechtig warm. Ohne ePad kriegste die Waerme nichtmal vernuenftig ausm Chip 'raus - nur ueber die 8 duennen Beinchen? Da ist doch der Aerger schon vorprogrammiert... Gruss WK
@Dergute Weka (derguteweka) >So mal ganz ohne Berechnung, nur ausm Bauch raus: Wuerd' ich nicht >machen. ST hat es aber gemacht, gerechnet und getestet und es funktioniert. Niemand sagt, daß LEISTUNGSschalter im KALT bleiben müssen. Silizium fühlt sich bei 150°C Dauertemperatur pudelwohl, einige Leistungstransistoren sind sogar für 175-200°C Sperrschichttemperatur spezifiziert. >ePad kriegste die Waerme nichtmal vernuenftig ausm Chip 'raus - nur >ueber die 8 duennen Beinchen? 2 Beinchen, VCC. >Da ist doch der Aerger schon >vorprogrammiert... Nö.
Eine Frage hätte ich noch: Wie kann ich den benötigen thermischen Widerstands des Kühlkörpers berechnen wenn ich keine Angaben zum Rth_jc (junction case) habe? Siehe Rechenbeispiel hier: https://www.mikrocontroller.net/articles/K%C3%BChlk%C3%B6rper
@Krlto90 (Gast) >Wie kann ich den benötigen thermischen Widerstands des Kühlkörpers >berechnen wenn ich keine Angaben zum Rth_jc (junction case) habe? Den hast du, der heißt hier nur junction-lead und hat 30K/W. Ohne den geht es nicht, weil ja die Kette der thermischen Widerstände unvollständig ist.
Aus dem Datenblatt ist zu entnehmen, dass der Wärmewiderstand bei Vergrösserung der Cu-Fläche von 0,5 auf 2 cm², also das 4fache, gerade mal von 93 auf 82 K/W sinkt - das ist typisch und bedeutet mehr oder weniger, dass du eine unendliche Leiterplatte mit CU-Flächen dranlöten kannst, aber trotzdem nicht unter circa 70 K/W kommst. D.h. du betreibst den FET dauernd mit weit über 100 Grad*, das tut der Zuverlässigkeit nicht gut. Oder anders gesagt, der FET ist für deine Zwecke nicht geeignet. * Du hast da sowieso was missverstanden - das ist die TemperaturERHÖHUNG! Also im Sommer leicht > 150 Grad. Georg
@ georg (Gast) >kannst, aber trotzdem nicht unter circa 70 K/W kommst. D.h. du betreibst >den FET dauernd mit weit über 100 Grad*, Ja. >das tut der Zuverlässigkeit >nicht gut. Unsinn, das voll OK! Leistungschalter bleiben nicht lauwarm! Aber wahrscheinlich bist du auch so ein Experte, der für 16A einen 200A Monster-MOSFET braucht, damit der ja nicht über 40°C kommt. Beitrag "Re: 16A mit MOSFET und Treiber(?) mit Atmega2560 schalten" Beitrag "Re: 16A mit MOSFET und Treiber(?) mit Atmega2560 schalten" > Oder anders gesagt, der FET ist für deine Zwecke nicht > geeignet. Das sieht der Hersteller anders. >TemperaturERHÖHUNG! Also im Sommer leicht > 150 Grad. Du hast aber heiße Sommer! Wohnst du auf der Venus? Oder hinterm Mond? Ach ne, da isses ja kalt ;-)
Falk B. schrieb: >>TemperaturERHÖHUNG! Also im Sommer leicht > 150 Grad. > > Du hast aber heiße Sommer! Wohnst du auf der Venus? Blödere Argumente hast du nicht gefunden? Als Chefpöbler des Forums bist du auch mehr das was du mal warst. Aber wenn schon nicht kreativ dann wenigstens unermüdlich beim Hetzen. Und ja, ich nehme z.B. nicht für 1,5 A einen 1,5 A Gleichrichter - das habe ich vor vielen Jahren einmal gemacht und das hat mir eine ganze Anzahl Reparaturen eingebracht. Das weisst du auch besser, aber wenn du beleidigen kannst vergisst du dein ganzes technisches Wissen. Georg
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