Kühlkörper - f.cool - Katalog Fischer Elektronik - page 26

R thM = Wärmewiderstand der Montagefläche. Für Gehäuse TO 3 können die nachstehend aufgeführten Richtwerte eingesetzt werden:
1. Trocken ohne Isolator
0,05 - 0,20 K/W
2. Mit Wärmeleitpaste WLP/ohne Isolator
0,005 - 0,10 K/W
3. Aluminiumoxydscheibe mit WLP
0,20 - 0,60 K/W
4. Glimmerscheibe 0,05 mm stark mit WLP
0,40 - 0,90 K/W
R thK = Wärmewiderstand des Kühlkörpers. Der Wert ist direkt aus den Diagrammen ablesbar.
R thGM = Summe aus R thG und R thM . Bei Parallelschaltungen mehrerer Transistoren berechnet sich der Wert RthGM
als Parallelschaltung der einzelnen Werte von R thG + R thM nach der folgenden Formel:
Gleichung 3:
Der hierbei gefundene Wert ist dann in die Gleichung 1 einzusetzen.
[
K
]
= Kelvin. Nach den gesetzlichen Regelungen der physikalischen Einheiten werden °C Temperaturdifferenzen in Kelvin
angegeben. (1°C = 1 K).
[
K/W
]
= Kelvin pro Watt, Einheit des Wärmewiderstandes
Berechnungsbeispiele:
1. Ein TO 3-Leistungstransistor (P = 60 W) darf eine max. Sperrschichttemperatur von 180 °C erreichen, der innere Wärmewiderstand
beträgt 0,6 K/W. Bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C wird eine Montage mit Aluminiumoxydscheibe vorgesehen.
Welchen Wärmewiderstand muss der Kühlkörper bieten?
Gegeben:
P
=
60 W
R thG = 0,6 K/W
ϑ
i =
180 °C - 20 °C =160 °C (Sicherheitsreserve)
R thM = 0,4 K/W (Tabellenmittelwert)
ϑ
u =
40 °C
Gesucht: R thK Lösung nach Gleichung 1
2. Gleiche Voraussetzungen wie Beispiel 1, jedoch Aufteilung der Leistung auf 3 Transistoren gleichen Typs:
Lösung nach Gleichung 1 und Gleichung 3
In die oben gegebene Gleichung 1 eingesetzt ergibt sich:
Mit diesen errechneten Werten kann anhand der Übersichtstabelle (Seite A 13-18) eine Vorauswahl der einsetzbaren Profilkühlkörper
getroffen werden. Mit den einzelnen Kühlkörper-Diagrammen kann dann die endgültige Bestimmung des Kühlkörpers erfolgen.
3. An einem Transistor, der mit 50 Watt belastet ist und einen inneren Wärmewiderstand von 0,5 K/W besitzt, wird eine
Gehäusetemperatur von 40 °C gemessen.
Wie hoch ist die Sperrschichttemperatur?
Gegeben:
P = 50 W R thG = 0,5 K/W
ϑ
G = 40 °C
Gesucht:
ϑ
i Lösung nach Gleichung 2
ϑ
i =
ϑ
G + (P • RthG)
ϑ
i = 40 °C + (50 W • 0,5 K/W) = 65 °C
R thK = _ 0,33 K/W = 1,67 K/W
A 3
Technische Erläuterungen
1
R thGM ges.
1
R thG1 + R thM1
1
R thG2 + R thM2
1
R thGn + R thMn
+
=
RthK = − (RthG + RthM) = − (0,6 K/W + 0,4 K/W) = 1,0 K/W
ϑ
i -
ϑ
u
P
160 °C - 40 °C
60 W
1
R thGM ges.
1
0,6 + 0,4 K/W
1
0,6 + 0,4 K/W
1
0,6 + 0,4 K/W
+
+
=
3 W/K
1
R thGM ges.
=
1 K/W
3
=
0,33 K/W
Standardstrangkühlkörper
A 22 - 91
Leiterplattenkühler
A 98 - 112
Wärmeleitmaterial
E 2 - 44
Montagematerial für Halbleiter
E 65 - 71
Druckguss-Aluminiumkühlkörper
A 133 - 136
Transistorhaltefedern
A 124 - 130
Kühlkörper für LED
B 39 - 59
Technische Erläuterungen
A 2 - 8
=
160 °C – 40 °C
60 W
+
...
+
0
0,2
0,4
0,6
0,8
a 1
0 1
2
3
4
5
6 v [m/s]
Wärmewiderstände von beliebigen Profilen bei verstärkter Kühlung
R thKf
≈ a • R thK
R thKf
= Wärmewiderstand forcierte Kühlung
R thK = Wärmewiderstand natürliche Kühlung
a
= Proportionalitätsfaktor
A
B
C
D
E
F
G
H
I
K
L
M
N
1...,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25 27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,...384
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