Kühlkörperauswahl so richtig?

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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.

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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.

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Vielen Dank Manf,

In Bild 1 und 2 des Transistor Datenblatts sieht man was bei 10A auftritt...

@Manf: Da hat sich in Deinem Beitrag ein C&P Fehler eingeschlichen? In Bild 2 bei 175°C, 4V Ansteuerung sind es 1V also 10W.

Die Diagramme habe ich bisher auch nicht so richtig zu deuten gewußt. Die FETs werden mit 4 bis 5 Volt vom µC angesteuert (µC hat einen Festspannungsregler mit 5V). Muß also von den vorher gerechneten 3,3 W nochmal anständig nach oben korrigieren.

Der Kühlkörper im Bild hat ja etwas weniger als die berechneten 15K/W er sieht etwa aus wie dieser hier mit 6,2K/W

Gutes Auge! und gleich noch Bezugsquelle. Hab meinen nachgemessen, müßte der mit 7K/W sein und hab ihn irgendwo ausgebaut.

Gruß
Searcher

[Jakob L.]

Zu der Berechnung: Du verwendest den RDS_ON bei einer Spannung von 10V zwischen Gate und Source. Falls du den Mosfet mit 5V (z.B. mit einem Widerstand an einem µC-IO-Pin) ansteuerst, musst du mit entsprechend höheren Werten rechnen (am besten zur Sicherheit mit der Angabe für 4,0V, also 60 mOhm). Ansonsten ist die Berechnung prinzipiell richtig und durch die Begrenzung auf 100 Grad hat man noch etwas Spielraum. Mit einem besseren Mosfet (z.B. IRL3803) könnte man jedoch auch ganz auf einen Kühlkörper verzichten (Verlustleistung max 0.9W => Temperaturerhöhung um ca. 55 Grad gegenüber Umgebung).

http://www.irf.com/product-info/data...ta/irl3803.pdf