So finden Sie den thermischen Widerstandsübergang zur Umgebung

Ich habe diesen BUK9M12-60E MOSFET.

Ich habe die maximale Verlustleistung des MOSFET mit 14 W berechnet (Leitungsverlust, Schaltverlust und Gate-Verlust). Ich glaube, dass ich keinen Kühlkörper benötige.

Ich möchte die Sperrschichttemperatur des Geräts berechnen, wenn es funktioniert und meine Umgebungstemperatur 85 ° C beträgt.

Aber um das zu finden, habe ich nicht den Wärmewiderstand (Junction to Ambient value). Also, wie man mit der Berechnung fortfährt, um die Sperrschichttemperatur zu finden.

Es gibt einfach keine Möglichkeit, dass ein so kleines Gehäuse ohne Kühlkörper 14 W abführen kann.
Die maximale Verlustleistung ist jedoch auf 79 W bei 25 °C begrenzt. Ist das mit Kühlkörper?
Ja, das bedeutet, dass die Montagebasis auf 25 °C gehalten wird. Ohne eine Art Kühlkörper geht das einfach nicht. Bei 85 °C zeigt Abb. 1, dass Sie die Leistung auf weniger als 60 % oder etwa 50 W reduzieren müssen. Und wiederum setzt dies voraus, dass die Montagebasis auf 85 °C gehalten wird, was sehr schwierig ist, wenn Ihre Umgebung ebenfalls 85 °C hat.
Können Sie helfen, die Sperrschichttemperatur zu berechnen?

Antworten (2)

Detaillierte Daten zum LFPAK33-Gehäuse finden Sie in diesem Dokument LFPAK MOSFET Thermal Design Guide .

Als Faustregel gilt, dass in einer Automobilumgebung mit 80 °C max. Ta die maximale Verlustleistung auf FR4-Laminat 1 W beträgt. Bei 85°C wird es offensichtlich weniger sein.

Sie können also Ihre 14 W ohne einen sehr, sehr großen Kühlkörper oder eine gleichwertige Struktur zur Ableitung der Wärme vergessen.

Der 79W ist nicht nur mit einem Kühlkörper ausgestattet, sondern mit einem äußerst unrealistischen Kühlkörper, der die Temperatur der Montagebasis auf 25 ° C hält, obwohl 79 W hineinfließen. Sie können dies möglicherweise erreichen, indem Sie schnell fließendes gekühltes Wasser durch einen Kupferkühlkörper fließen lassen. Kurz gesagt, es ist keine realistisch nützliche Zahl, außer als eine Art theoretische Extrapolation.

Abgesehen davon befürchte ich, dass wir mit dem Auslaufen von Glühlampen die Intuition der Verlustleistung verlieren. Jeder, der schon einmal eine 60W oder 100W Glühlampe herausgeschraubt hat, nachdem sie einige Zeit geleuchtet hat, wird wissen, was ich meine.

Kann ich die Kupferpadfläche im FR-4-Laminat für die Verlustleistung vergrößern, anstatt einen Kühlkörper zu verwenden? Wenn es möglich ist, wie groß sollte das Masse-Kupfer-Pad für den MOSFET sein?
@Newbie für 14W Ich glaube nicht, dass es mit FR4 und 1oz oder 2oz Kupfer auch nur annähernd möglich ist. Vielleicht mit einer Aluminium- oder Kupferkernplatine. Aber es gibt genug Informationen in diesem Dokument, damit Sie die detaillierte Entwurfsarbeit leisten können, ich kann Sie nur darauf hinweisen.
Was ist, wenn ich etwa 20-30 Durchkontaktierungen entlang der MOSFET-Pads hinzufüge?

Dies ist kein Wert, den Sie berechnen ... er ist im Datenblatt angegeben. Für dieses spezielle Gerät geht der Hersteller davon aus, dass Sie es immer an einer "Montagebasis" montieren, daher geben sie nur den Wärmewiderstand von der Verbindungsstelle zu dieser Basis an. Siehe unten auf Seite 4.

Auf Seite 9 des Datenblatts finden Sie einen Link zu einem Anwendungshinweis von NXP, der wahrscheinlich sehr hilfreich sein wird.

Danke für die Antwort. Aber ich denke, für meine Anwendung brauche ich keinen Kühlkörper. Daher benötige ich den Wert des thermischen Widerstands (Verbindung zur Umgebung), um die tatsächliche Temperatur der Verbindung zu berechnen
Dann müssen Sie sich an NXP wenden und nach diesem Wert fragen.
Der thermische Widerstand zwischen Sperrschicht und Umgebung ist der Widerstand zwischen Sperrschicht und Basis, den sie Ihnen geben (max. 1,89 C/W), plus dem Widerstand zwischen Basis und Umgebung, über den sie keine Kontrolle haben. @Spehro Pefhany hat verlinkt, was wie eine gute Anleitung zum Entwerfen mit dem Paket aussieht, das Sie haben. Ein kurzer Blick zeigt, dass Sie eine Größenordnung über dem liegen, was allein durch Kupfergüsse zu erwarten ist.
So finden Sie den thermischen Widerstandsübergang zur Umgebung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v