Design von Netzteil 30V/5A

[zephram_c]

Ohne mich jetzt detailliert in die Schaltung reingewühlt zu haben (das letzte Schaltbild ist aber garantiert immer noch falsch) möchte ich mal die AUfmerksamkeit auf ein anderes Problemchen lenken: 30V/5A mit einem Reglerelement geht nicht.
Worst case: minimale Ausgangsspannung bei maximalem Strom, dann muss der Regler 30V * 5A = 150 Watt verbraten. Das kann er nicht. Dafür musst du, realistisch betrachtet, fünf von den Dingern parallelschalten und reichlich Kühlkörper verwenden.

[Kiwee]

Mir scheint, dass Du meinen letzten Beitrag nicht gelesen hast (kann vorkommen). Wie gesagt will ich einen "umschaltbaren" Trafo benutzen, bei dem man zwischen 15V und 30V (oder in der Art) hin und her schalten kann. Somit würde ich dann laut Datenblatt sogar noch ein bisschen mehr Strom ziehen können und der Regler müsste "nur" noch ~15V*5A = 75W verbraten. Was meinst Du dazu? Ist das leicht mit einem Kühler hinzukriegen?

[dennisstrehl]

Leicht bestimmt nicht. Wenn du den Strom, den du dann mehr ziehen könntest, ziehen willst, erst recht nicht leicht. Das ist immerhin die Leistung die nen PC-Prozessor so ca. verbrät, und der ist durch den Aufbau (besserer Wärmeübergang DIE-Gehäuse-Kühler) noch deutlich besser kühlbar.
Meine Meinung: 75 Watt an nem TO220-Gehäuse kann man vergessen.

Edit: Hab mal nachgeschaut. Die TO220-Variante hat einen Wärmewiderstand vom Silizium bis zum Gehäuse von 4°C/W . 4°C/W * 75 Watt = 300°C Erwärmung. Unmöglich also.
Falls du die TO3-Variante verwenden wolltest: Sorry, ich hab mir hier nich alles durchgelesen. Die TO3-Variante hat einen Wärmewiderstand Silizium => Gehäuse von 1°C/W, macht 75°C Erwärmung. Umgebungstemperatur dazu => 100°C. Bleiben also noch 75°C, um die der Kühler sich erwärmen darf, was für den Kühler einen Wärmewiderstand von 1°C/W ergibt. Aktiv (also mit Lüfter) geht das vielleicht. Passiv... Kommt halt drauf an, wie groß es werden soll.

[Kiwee]

Eigentlich wollte ich schon das T0-3 Gehäuse benutzen. Nur weiss ich nicht wieviel das kühlungstechnisch ausmacht.

Eine einfache und auf der Hand liegende Lösung wäre ja einen 3-fach umschaltbaren Trafo zu nehmen (10-20-30V --> 50W). Aber erstens weiss ich nicht ob es so was noch gibt (wahrscheinlich schon), zweitens weiss ich nicht wieviel teurer so ein Trafo wäre, und drittens ist das dann doch schon zuviel Geschalte.....

Die letzte Lösung die ich sehe, wäre einfach die Anforderungen runterzudrehen auf z.B. 25V/4A, dann hätte ich mit dem 2-fach umschaltbaren Trafo "nur" noch 50W zu kühlen....

Was meint ihr?

[Kiwee]

Vielen Dank Dennis, vor allem für das "Edit"! Da ich mich noch nicht mit Kühlungen von Komponenten auseinander setzen musste war das sehr informativ. Ich werde mich dann mal in den nächsten Tagen mehr damit beschäftigen, was mir jetzt mit diesem Ansatz leichter fallen wird

[zephram_c]

Ich halte den Ansatz mit dem LM338 für so ein Projekt nicht für die geeignete Methode. Wirf mal einen Blick auf das hier: http://www.hobby-elektronik.de/page11m.html
Das kommt deinen Belastbarkeitsansprüchen eher entgegen. Mit zwei davon kannst du dann auch ein Doppelnetzteil realisieren.

[Kiwee]

Ich hab' mir auch schon überlegt ganz auf den Regler zu verzichten und es direkt mit Transistoren zu versuchen (Darlington?). Nur wird es dann rechentechnisch etwas problematisch....

Also ich habe jetzt versucht mich ein bisschen über die Kühlung von Bauteilen zu informieren und habe diese Seiten gefunden:

http://www.vias.org/mikroelektronik/coolpacks.html

http://www.jens-wesemann.de/wwst1.htm

Also laut Datenblatt darf sich der LM338 bis zu 125ºC erhitzen, dann ist er pfutsch. Als Wärmewiderstand Union-Gehäuse (junction-case) wird für das TO-3 Gehäuse 1ºC/W und ein Wärmewiderstand Union-Umgebung (junction-ambient) von 35ºC/W angegeben.
Heist das, dass der IC nur 125ºC/(36ºC/W)=3.5W ohne Kühlung verbraten kann, bevor er abfackelt? Ist dass nicht ein bisschen wenig?

[Kiwee]

Übrigens ist mir gerade eingefallen, dass wenn ich das Netzteil mit Transistoren aufbauen würde, ich dann doch eigentlich vor demselben Leistungsproblem stehen würde, da ich einen Transistor in TO-3 Gehäuse kühlen müsste, oder?

Und noch was, mir ist aufgefallen, dass der Wärmewiderstand manchmal in ºK/W oder in ºC/W angegeben wird, aber mit demselben Wert (z.B. 1ºK/W=1ºC/W)!! Was ja offensichtlich nicht korrekt ist. Wenn ich dann bei Conrad einen Kühlkörper mit 1.8 ºK/W sehe, entspricht das dann -271.2 ºC/W, oder was?

[Razer]

Da beim Wärmewiderstand, bei der Temperatur eine Differenz steht, ist es egal ob da Kelvin oder Grad stehen.

Normalerweise nimmt man aber Kelvin.

Gruß Robert

[PICture]

Hallo Kiwee!

Als Einheit ist 1°C immer gleich 1°K.

MfG