Ich möchte gerne mal wissen wie man die Größe eines Kühlkörpers berechnen muß, damit die maximale Sperrschichttemperratur nicht überschritten wird.
Gibt es solche Formeln, die ich auch gleich mit den Daten der Datasheets (Datenplätter) berechnen kann ???
Gibt es darüber Internetseiten???
Vielen Dank
Hallo,
bei Leistungsbauelementen wird in den Datenblättern der
Wärmewiderstand angegeben. Desgleichen gilt auch für käufliche
Kühlkörper. Damit läßt sich dann berechnen, welcher Temperatur-
gradient von der Sperrschicht bis zum Kühlkörper zu erwarten
ist.
Eine andere Sache ist die Kalkulation des Wärmeübegangs vom
Kühlkörper zur Umgebung (Luft/Flüssigkeit). Da sind einige
konstruktive Details zu berücksichtigen.
In Luft wird der Wärmeaustausch im Wesentlichen durch die
Konvektion bestimmt (also freie Konvektion oder Zwangskühlung
z.B. mit Lüfter).
Für den Fall der freie Konvektion, normale Umgebungsbedingungen,
Si-Halbleiter kann als Faustformel eine Kühlkörperoberfläche
von 1dm² für ca. 6…8W angegeben werden.
Für kleinere Leistung reicht oft auch schon eine gute termische
Kopplung an die Leiterplatte, um die Leistungabgabe zu
verbessern (Pins kurz anloten, Durchkontaktirungen, große
Küpferflächen -> Wärmeableitung auf die Fläche)).
Gruß Uwi
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Hallo,
Ich möchte gerne mal wissen wie man die Größe eines
Kühlkörpers berechnen muß, damit die maximale
Sperrschichttemperratur nicht überschritten wird.Gibt es solche Formeln, die ich auch gleich mit den Daten der
Datasheets (Datenplätter) berechnen kann ???
Zuerst musst du berechnen wieviel Leistung in deinem Halbleiter erzeugt wird (Ptot). Also Spannungsabfall am Halbleiter mal Strom = Watt.
Im Datenblatt findest du nun die Werte für die maximale Temperatur welche der Halbleiter haben darf (meist als Tj bezeichnet; j = Junction) und den Wert für den Wärmewiederstand zwischen Kristall und Gehäuse Rjc (c =case, Gehäuse; in °K/W).
Nun musst du die maximale Umgebungstemperatur (Ta; a = ambient, Umgebung) des Kühlkörpers festlegen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es in einem geschlossenen Gehäuse schnell einmal 10-15°K wärmer ist als im Raum. Es verlängert auch die Lebensdauer, wenn man den Halbleiter nicht mit der Maximalen Temperatur (Tj) betreibt. Nun kann man den maximalen gesammten Wärmewiederstand zwischen Kristall und Umgebung berechnen:
(Tj - Ta) / Ptot = Rja
Von Rja musst man jetzt noch Rjc abziehen.
Rja - Rjc = Rca.
Rca ist jetzt der minimale Wert welcher der Kühlkörper haben muss (der steht jetzt im Datenblatt des Kühlkörpers).
Falls du den Halbleiter isoliert montierts muss du noch den Wärmewiderstand der Isolierscheibe von Rca abziehen und einen etwas grösseren Kühlkörper wählen.
MfG Peter(TOO)