Helfen Sie zu verstehen, warum Kühlkörper funktionieren

Okay, also versuche ich herauszufinden, warum überhaupt Kühlkörper verwendet werden.

Nehmen wir an, Sie haben eine Komponente, die selbst versucht, (PD) 11 W Leistung zu verbrauchen . Die aktuelle T J liegt bei 50 °C und die R J-A der Komponente beträgt 2,6 °C/W. TA ist 21,4°C .

T. J. = T. A. + (R. J.-A. x P. D. )

Aber wenn ich einen Kühlkörper mit einem R Th von 1,2 °C/W anbringe, der mit TIM mit einem R Th von 0,8 °C/W verklebt ist, dann würde die T J rechnerisch auf 72 °C steigen.

T J = T A + ((R J-C + R C-TIM + R TIM-A ) • P D )

Offensichtlich funktionieren Kühlkörper. Was fehlt mir also? Wo ist der Abfall von T J ?

Danke!

Ihnen fehlt die vom Kühlkörper an die Umgebung abgegebene Energie
Sie haben keine Zahl für R (jc) angegeben, aber es ist sicherlich NICHT dasselbe wie R (ja) - wenn es (sagen wir) 0,1 K / W ist, beträgt der Wärmewiderstand Ihres Kühlkörpers 2,1 K / W (0,1 + 0,8 +). 1.2) und Temperaturanstieg 23,1 K.
Welche Komponente hat 2.6C/W Rth ja? Sind Sie sicher, dass das nicht die Rth jc-Zahl ist?
@ user1582568 Ein Hochleistungs-SMD-Teil mit einem sehr spezifischen Mindeststegmuster, das nicht durch einen Kühlkörper an der Kunststoffoberseite weiter unterstützt werden kann, wäre ein Beispiel für solche Rth (ja) -Zahlen. Einige Leistungs-LEDs der Marke A auf speziell vorgeschriebenen Leiterplatten mit Metallbasis weisen ebenfalls diese Nummernbereiche auf.
Der Kühlkörper liegt parallel zum vorhandenen Rth ja, wodurch dieser reduziert wird.

Antworten (1)

Sie vermissen, dass Ihr Junction-to-Ambient-Wert von der Oberflächenemission und dem thermischen Widerstand abhängt.

Ihr Juntion to Ambient ist bereits sehr niedrig, also vermute ich ehrlich gesagt, dass Sie einen Wert aus einem Datenblatt verwenden, das eine strikte Mindestkupferfläche für die Leiterplatte mit einer angelöteten Metalllasche enthält. Aber in Fällen, in denen beispielsweise der Übergang zur Umgebung 10 Grad pro Watt beträgt, wird die Oberfläche des Geräts als einzige Emissionsfläche betrachtet.

Wenn Sie dann einen Kühlkörper hinzufügen, ändert sich der Gesamtübergang zu Umgebung auf einen niedrigeren Wert.

Was Sie wissen müssen, um das Gehäuse des Kühlkörpers richtig zu rechtfertigen, ist der Wärmewiderstand zwischen Verbindung und Gehäuse für die Oberfläche, mit der Sie den Kühlkörper verbinden.

Bei einem großen Transistorchip in einem TO220 mit Vollmetallrückseite kann der Übergang zur Umgebung in einem oder mehreren Dutzend Grad pro Watt liegen, aber der Wärmewiderstand zwischen Übergang und Gehäuse (Metallstreifenoberfläche) kann 1 oder 2 Grad pro Watt betragen oder noch weniger. Wenn Sie dann eine Kombination aus Kühlkörper und Paste mit 4 Grad pro Watt hinzufügen, sind Sie bereits von 10 bis 15 auf 6 Grad pro Watt gesunken, da 4 + 2 = 6 und für den Kühlkörper keine Verbindung zu verwenden Umgebungswerte.

Edit: Ergänzung:

Zur Verdeutlichung sage ich ausdrücklich "Verbindung zum Gehäuse für die Oberfläche, die Sie verwenden möchten", weil auf einem Datenblatt zwar "Verbindung zum Gehäuse" steht, aber sie meinen den Teil des Gehäuses, an dem es sinnvoll ist, einen Kühlkörper zu kleben oder zu schrauben An. Wenn also in einem TO220-Datenblatt "Junction to Case = 2K/W" steht, meinen sie die Metalllasche, weil dort eine vernünftige Person einen Kühlkörper anbringt und normalerweise davon ausgegangen wird, dass die gesamte Metalloberfläche vom Kühlkörper bedeckt ist .

Wenn Sie oben die 2K/W als Wert verwenden, dann aber einen Kühlkörper auf die Kunststoffoberseite des Gehäuses kleben, werden Sie von viel Rauch leider überrascht.

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