Forum

Hallo,

eine Frage zu den Kühlkörpern.
Im Tietze-Schenk steht bezüglich der Kühlkörper eine Formel, welche die Wärmewiderstände beinhaltet. Dabei sind einige Parameter bereits vim Hersteller gegeben und andere beruhen ja wiederum auf der Montageart bzw. der Verbindung zwischen Bauteil und Kühlkörper. Nun habe ich in meiner Schaltung einen Mosfet dessen Rthja <= 1,33gradC/W sein muss. Rthjc vom Mosfet beträgt 0,28 gradC/W und bei einer gewählten Montageart mit Wärmeleitpaste gehe ich von RthHA von 0,5 aus.
Alles in allem bleiben am Ende noch 0,55 C/W über für den Wärmewiderständ vom Kühlkörper. Jetzt finde ich teilweise bei Fischer oder Distrelec Kühlkörper mit Werten von 6,5 oder auch 2,2. Sind diese Werte die entsprechenden Widerstandswerte und können auch eben diese genutzt werden?

Wie komme ich denn auf solch geringe Werte?

Teilweise lese ich, dass manche Leute einfach einen Kühlkörper nehmen ohne auf Werte zu schauen und der tuts auch. Wofür also dann auf diese Werte achten?

Wie immer bedanke ich mich für eure Hilfe. &#9786;

» Nun habe ich in meiner
» Schaltung einen Mosfet dessen Rthja <= 1,33gradC/W sein muss.
Sagt wer?


» Wie komme ich denn auf solch geringe Werte?
»
» Teilweise lese ich, dass manche Leute einfach einen Kühlkörper nehmen ohne
» auf Werte zu schauen und der tuts auch.
Sicher, wenn du Glück hast.

» Wofür also dann auf diese Werte
» achten?
Phu...ernshaft?

» Hallo,
»
Hallo,
» eine Frage zu den Kühlkörpern.
» Im Tietze-Schenk steht bezüglich der Kühlkörper eine Formel, welche die
» Wärmewiderstände beinhaltet. Dabei sind einige Parameter bereits vim
» Hersteller gegeben und andere beruhen ja wiederum auf der Montageart bzw.
» der Verbindung zwischen Bauteil und Kühlkörper. Nun habe ich in meiner
» Schaltung einen Mosfet dessen Rthja <= 1,33gradC/W sein muss. Rthjc vom
» Mosfet beträgt 0,28 gradC/W und bei einer gewählten Montageart mit
» Wärmeleitpaste gehe ich von RthHA von 0,5 aus.
» Alles in allem bleiben am Ende noch 0,55 C/W über für den Wärmewiderständ
» vom Kühlkörper.

soweit OK, aber:

Jetzt finde ich teilweise bei Fischer oder Distrelec
» Kühlkörper mit Werten von 6,5 oder auch 2,2. Sind diese Werte die
» entsprechenden Widerstandswerte und können auch eben diese genutzt werden?

Deine Rechnung oben sagt Dir, dass Du hier ein thermisches Problem hast. Ein Kühlkörper mit 0,55K/W ist schon recht groß, sinnvoll wäere eine Verteilung der Leistung auf mehrere Bauteile (Transistoren, MOSFETS oder was auch immer), ein Lüfter ginge auch. Daher ist die Kühlung von Beginn an zu berechnen.
»
»
» Wie komme ich denn auf solch geringe Werte?

eben, weil das zu kühlende Bauelement so hoch belastet wird (das, was im Datenblatt als max. Verlustleistung angegeben wird, wirst Du im Normalbetrieb nicht annährend erreichen können, das ist eher ein theor. Wert als Berechnungsgrundlage für die Kühlung)
»
» Teilweise lese ich, dass manche Leute einfach einen Kühlkörper nehmen ohne
» auf Werte zu schauen und der tuts auch. Wofür also dann auf diese Werte
» achten?

Klar, geht auch, nur sollte man dann auch gleich Rauchmelder und Feuerlöscher mit einbauen
-nee, im Ernst, die Kühlkörperberechnung ist wichtig. Und dabei bitte auch berücksichtigen, daß im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung (am Fenster) Gehäuse-Innentemperaturen von 40-50°C nicht unrealistisch sind.

Bei entsprechender Erfahrung kann ich schätzen, insbesondere, wenn die Bauelemente einen eigenen themischen Überlastungsschutz haben - trotzdem ist das wenig professionell, man sollte wissen, wann ein System an seine Grenzen kommt.

Viele Grüsse
Hartwig


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» Wie immer bedanke ich mich für eure Hilfe. &#9786;

» » Hallo,
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» Hallo,
» » eine Frage zu den Kühlkörpern.
» » Im Tietze-Schenk steht bezüglich der Kühlkörper eine Formel, welche die
» » Wärmewiderstände beinhaltet. Dabei sind einige Parameter bereits vim
» » Hersteller gegeben und andere beruhen ja wiederum auf der Montageart
» bzw.
» » der Verbindung zwischen Bauteil und Kühlkörper. Nun habe ich in meiner
» » Schaltung einen Mosfet dessen Rthja <= 1,33gradC/W sein muss. Rthjc vom
» » Mosfet beträgt 0,28 gradC/W und bei einer gewählten Montageart mit
» » Wärmeleitpaste gehe ich von RthHA von 0,5 aus.
» » Alles in allem bleiben am Ende noch 0,55 C/W über für den
» Wärmewiderständ
» » vom Kühlkörper.
»
» soweit OK, aber:
»
» Jetzt finde ich teilweise bei Fischer oder Distrelec
» » Kühlkörper mit Werten von 6,5 oder auch 2,2. Sind diese Werte die
» » entsprechenden Widerstandswerte und können auch eben diese genutzt
» werden?
»
» Deine Rechnung oben sagt Dir, dass Du hier ein thermisches Problem hast.
» Ein Kühlkörper mit 0,55K/W ist schon recht groß, sinnvoll wäere eine
» Verteilung der Leistung auf mehrere Bauteile (Transistoren, MOSFETS oder
» was auch immer), ein Lüfter ginge auch. Daher ist die Kühlung von Beginn an
» zu berechnen.
» »
» »
» » Wie komme ich denn auf solch geringe Werte?
»
» eben, weil das zu kühlende Bauelement so hoch belastet wird (das, was im
» Datenblatt als max. Verlustleistung angegeben wird, wirst Du im
» Normalbetrieb nicht annährend erreichen können, das ist eher ein theor.
» Wert als Berechnungsgrundlage für die Kühlung)
» »
» » Teilweise lese ich, dass manche Leute einfach einen Kühlkörper nehmen
» ohne
» » auf Werte zu schauen und der tuts auch. Wofür also dann auf diese Werte
» » achten?
»
» Klar, geht auch, nur sollte man dann auch gleich Rauchmelder und
» Feuerlöscher mit einbauen
» -nee, im Ernst, die Kühlkörperberechnung ist wichtig. Und dabei bitte auch
» berücksichtigen, daß im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung (am Fenster)
» Gehäuse-Innentemperaturen von 40-50°C nicht unrealistisch sind.
»
» Bei entsprechender Erfahrung kann ich schätzen, insbesondere, wenn die
» Bauelemente einen eigenen themischen Überlastungsschutz haben - trotzdem
» ist das wenig professionell, man sollte wissen, wann ein System an seine
» Grenzen kommt.
»
» Viele Grüsse
» Hartwig
»
»
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» » Wie immer bedanke ich mich für eure Hilfe. &#9786;

Hallo Hartwig,

danke ersteinmal für den informatieven Beitrag.
Wäre es also auch eine Option, die Kühlung so zu realisieren, dass ein Lüfter Luft über den Kühlkörper bläst? Inwiefern würde sich dies dann auf den Wert eines Kühlkörpers auswirken bzw. wieviel mehr Spielraum hätte ich dann bezüglich des Widerstandswertes?

LG und einen schönen Abend.

Hallo,
das ist z. B. in diesem Artikel erklärt:
http://files.elv.de/Assets/Produkte/0/017/01762/Downloads/01762_Luefter_Kuehlkoerper_UM.pdf

Du siehst, das mit dieser angepassten Lüfter-Kühlkörperkombination die von Dir gewünschten Werte so gerade erreicht werden. Die Lüfterleistung deutlich zu erhöhen hat auch strömungstechnische Grenzen. Und man muß den Lüfterausfall einkalkulieren...

Grüsse
Hartwig

» Hallo,
»
hiermit kannst Kühlkörper berechnen:
http://www.fischerelektronik.de/service/kuehlkoerper-berechnen/

Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» » Hallo,
» »
» hiermit kannst Kühlkörper berechnen:
» http://www.fischerelektronik.de/service/kuehlkoerper-berechnen/
»
» Gerald
» ---

Danke Gerald.

Hallo,

natürlich könntest Du auch mal Überlegungen anstellen, die entstehende Verlustleistung durch Schaltungsmaßnahmen zu verringern.
Das tut a) dem geldbeutel gut und b) der Zuverlässigkeit Deiner Schaltung.

Hierfür wärs natürlich sinnvoll wenn Du Deine Schaltung incl. einer kleiner Erläuterung posten würdest.

Gruß
Ralf

p.s. wichtig für die Dimensionierung eines Kühlkörpers sind natürlich viele Parameter. Umgebungstemperatur, max. junction-Temp., Pv, LMAA, R2D2 etc pp.
Geralds Link ist hierfür bestens geeignet. Aber das hast Du ja schon in der Mache
» » hiermit kannst Kühlkörper berechnen:
» » http://www.fischerelektronik.de/service/kuehlkoerper-berechnen/
» »
» » Gerald
» » ---
»
» Danke Gerald.

Hallo,

nachdem ich die Schaltung eingangsseitig angepasst habe, wurde einen neuer Mosfet genommen.

Laut Designer habe ich an dem Mosfet bei 230V ca Pd = 11,5W.

Ich habe nun mitHilfe der Daten aus dem Datenblatt und einer Anleitung aus dem µC-Forum (https://www.mikrocontroller.net/attachment/33461/Waermewiderstand.pdf) meinen maximalen Wärmewiderstand von Chip zu Umgebung berechnet. Dieser beträgt nun 8,82K/W.

Um nun auf den Wert für den Kühlkörper zu kommen rechne ich:

Rkkmax = Rmax - Rjc ; wobei Rkkmax (Wärmewiderstand Kühlkörpermaxwert)
Rmax (maximaler Wärmewiderstand zwischen Chip und Umgebung)
Rjc = 4,2 K/W (laut Datenblatt)

Für Rkkmax bekomme ich nun einen Wert von 4,62 K/W.
Wenn ich nun zwischen Mosfet und Kühlkörper, Wärmeleitpaste oder Folie setze, muss ich dann deren Wärmewiderstandswert ebenfalls abziehen?

LG c3ko

» Wenn ich nun zwischen Mosfet und Kühlkörper, Wärmeleitpaste oder Folie
» setze, muss ich dann deren Wärmewiderstandswert ebenfalls abziehen?

Natürlich musst du das. Aber ohne Wärmeleitpaste wirds noch schlechter.

» Für Rkkmax bekomme ich nun einen Wert von 4,62 K/W.
» Wenn ich nun zwischen Mosfet und Kühlkörper, Wärmeleitpaste oder Folie
» setze, muss ich dann deren Wärmewiderstandswert ebenfalls abziehen?
Wenn es ganz genau werden soll, dann ja.
Aber obacht: Wenn du die Wärmeleitfolie oder sonst was weglässt, kannst du an der Stelle nicht einfach mit Null rechnen (nach dem Motto "Ist ja nichts dazwischen"
Der Übergangswiderstand ist nämlich recht hoch, da die Oberflächen (im mikroskopischen Maßstab) "sehr" uneben sind.
Und auch makroskopisch sind sie nicht unbedingt eben (bspw leicht gewölbt)

HAllo,
ich würde das mal so sagen:
Wärmeleitpaste ist aus meiner Sicht grundsätzlich erforderlich, ohne diese ist der Wärmeübergang zudem nicht genau zu definieren - eben durch die mechanischen Unzulänglichkeiten. Wärmeleitpaste ist dann optimal eingesetzt, wenn sie "gerade" die Unebenheiten ausfüllt - ohne Lufteinschlüsse. Zuviel ist nicht optimal.
Folie:
Es gibt Wäremeleitfolien, bisher habe ich allerdings keine gesehen, die besser als Wärmeleitpaste sind, eher deutlich schlechter. Meist wird Folie eingesetzt, wenn es um Isolation geht. Dann würde ich aber auf jeden Fall eine Glimmerscheibe und beidseitig Wärmeleitpaste empfehlen. Isolation der Befestigung nicht vergessen! Aber gerade der Link von Gerald erklärt das eigentlich alles.
Grüsse
Hartwig

» HAllo,
» ich würde das mal so sagen:
» Wärmeleitpaste ist aus meiner Sicht grundsätzlich erforderlich, ohne diese
» ist der Wärmeübergang zudem nicht genau zu definieren - eben durch die
» mechanischen Unzulänglichkeiten. Wärmeleitpaste ist dann optimal
» eingesetzt, wenn sie "gerade" die Unebenheiten ausfüllt - ohne
» Lufteinschlüsse. Zuviel ist nicht optimal.
» Folie:
» Es gibt Wäremeleitfolien, bisher habe ich allerdings keine gesehen, die
» besser als Wärmeleitpaste sind, eher deutlich schlechter. Meist wird Folie
» eingesetzt, wenn es um Isolation geht. Dann würde ich aber auf jeden Fall
» eine Glimmerscheibe und beidseitig Wärmeleitpaste empfehlen. Isolation der
» Befestigung nicht vergessen! Aber gerade der Link von Gerald erklärt das
» eigentlich alles.
» Grüsse
» Hartwig

Ich danke euch allen für eure Tipps und Hinweise.
Wenn ich nun einen Kühlkörper für einen Gleichrichter wählen möchte, ist die Herangehensweise für die Berechnung dann die selbe?
Ich denke doch schon, oder?

LG

» Wenn ich nun einen Kühlkörper für einen Gleichrichter wählen möchte, ist
» die Herangehensweise für die Berechnung dann die selbe?
» Ich denke doch schon, oder?

Natürlich, sind ja auch die selben Naturgesetze.

» » Wenn ich nun einen Kühlkörper für einen Gleichrichter wählen möchte, ist
» » die Herangehensweise für die Berechnung dann die selbe?
» » Ich denke doch schon, oder?
»
» Natürlich, sind ja auch die selben Naturgesetze.



Danke dir.
LG und gute Nacht.

C3KO