Kühlkörperauswahl so richtig?

[Searcher]

...dass mit optimalem realem Kölkörper ohne Lüfter man nicht mehr als 1/3 der im Datenblatt angegebenes Ptot ausnutzen kann

Danke für Ptot - danach wollte ich schon fragen.

Im Datenblatt unter "Absolute Maximum Ratings" ist wohl statt Ptot ein "Power Dissipation" bei 25°C von 68 Watt angegeben und ein "Linear Dearating Factor" von 0,45W/°C.

Wenn ich das richtig verstehe? bedeutet das bei 100° Junction Temperature (übernommen von meiner ersten Rechnung):
100°C - 25°C = 75°C
75°C * 0,45W/°C = 33,75W
68W - 33,75W = 34,25W

Bei 100°C Junction Temperature soll man also nicht mehr als 1/3 davon, also 34,25W / 3 = 11,42 Watt Verlustleistung im MOSFET erzeugen.

Mit meinen 3,3 Watt bin ich davon noch weit entfernt und möchte natürlich einen ausreichenden aber natürlich möglichst kleinen Kühlkörper nutzen.

Ist das so richtig und bezieht sich "Power Dissipation" bzw. "Ptot" auf die "Junction", Junction verstehe ich als den Kern des FETs?

Gruß
Searcher

[PICture]

Mit meinen 3,3 Watt bin ich davon noch weit entfernt und möchte natürlich einen ausreichenden aber natürlich möglichst kleinen Kühlkörper nutzen.

Würde ich ja sagen. Ohne mich in unnötige Berechnungen zu vertiefen, würde ich (ohne Gewähr) sagen, dass es passt. Ich glaube sogar, dass d1n MOSFET sich sogar ohne Kühlkörper (ausserhalb des Gehäuses) auf lebensgefährliche Hitze nicht beschweren dürfte.

Ist das so richtig und bezieht sich "Power Dissipation" bzw. "Ptot" auf die "Junction", Junction verstehe ich als den Kern des FETs?

Ja, sicher.

[Searcher]

Vielen Dank PICture!

Zur Abwechslung mal was Praktisches:



Das ist ein mit IR-Fernbedienung betätigter Schalter mit 3 schaltbaren Stromkreisen und Dämmerungsschalter - µC gesteuert wg einfacher RC5 Auswertung der FB. An einen Schalter soll die Pumpe dran. Weil ich die IRLZ34N noch nicht habe, traue ich mich noch nicht eine hohe Last anzuschalten, da die verwendeten MOSFETS vermutlich sicher nicht durchhalten (und mein Netzteil nur 3A liefert - wird später mit Autostarterbatterie betrieben)

Ihr seht also, die Junction Temperatur liegt mir schon am Herzen

Gruß
Searcher

[Besserwessi]

Die Rechnung oben ist schon recht gut. Meist wird der On Widerstand der MOSFETs bei 25 C angeben. Bei 100 C Junction Temperatur kann das schon noch etwas mehr werden. "Nur" bis 100 C an Junction Temperatur zu gehen ist OK, auch um etwas Reserve zu haben. Bei einem offenen Aufbau wäre ggf. 60 Grad als Maximale Temperatur für den Kühlkörper eine andere Sinnvolle Grenze (da kann man sich noch nicht so richtig dran verbrennen).
Die Wärmewiderstände der Kühlkörper sind nicht so genau zu bestimmen, die hängen u.A. von der Einbaulage ab und der Zusammenhang Leistung - Temperatur ist nicht zu 100% linear.

Ohne Kühlkörper wird das dem FET im TO220 aber wohl schon zu heiß - da hat man rund 60 K /W, käme also bei 3,3 W auf rund 200 K über Umgebungstemperatur.

[Searcher]

Vielen Dank Besserwessi,

jetzt weis ich, das ich da keinen grundsätzlichen Fehler drin habe.

Bei einem offenen Aufbau wäre ggf. 60 Grad...

Das Foto stellt den Probeaufbau dar und die Schaltung soll später strapazierfähig in einem Gehäuse für den Outdoor Einsatz untergebracht werden. Wie auch PICture schon geschrieben hat, werd ich auf jeden Fall die angenommene Umgebungstemperatur von 40° nochmal überdenken.

Gruß
Searcher

[PICture]

Beim Outdoor Einsatz muss man eventuell direkte Sonnenstrahlung je nach Gehäusefarbe berücksichtigen.

[Manf]

Ich bin mal wieder etwas spät.
Der Kühlkörper im Bild hat ja etwas weniger als die berechneten 15K/W er sieht etwa aus wie dieser hier mit 6,2K/W:

http://www.pollin.de/shop/dt/NzE5OTY...50_8_STIS.html
http://www.pollin.de/shop/downloads/D430082D.PDF

So einen würde ich wieder nehmen. Ich traue dem RDS = 0,35Ohm nicht so ganz wenn er als universeller Wert übernommen wurde.
In Bild 1 und 2 des Transistor Datenblatts sieht man was bei 10A auftritt.

In Bild 1 bei 25°C und 12V Ansteuerung hat man VDS=0,3V also 3W. Bei 4V Ansteuerung sind es 0,5V also 5W.
In Bild 2 bei 175°C und 12V Ansteuerung hat man VDS=0,6V also 6W. Bei 4V Ansteuerung sind es 1V also 10W.
175°C sollten schon deshalb vermieden werden, man ist bei kleiner Gatespannung aber auch schon mal schnell bei etwas mehr Leistung.

Das Hauptargument für mich ist der Vergleich der Kühlkörper der bei 15K/W etwas klein für den Zweck aussieht.
Du kannst ja mal Bilder mit Kühlkörpern und Wärmewiderstandsdaten bei Conrad oder Pollin durchblättern, häufig hat man ja dann noch so einen als Ausbau herumliegen.


Wo ich gerade dabei war und es selbst wissen wollte:
Hier ist auch der Übergang case to haetsink (qcs) angegeben:
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1012.pdf
1 K/W trocken und 0,2 K/W mit Paste, hier also kaum von Bedeutung.