Überdimensionierter oder gut gestalteter Kühlkörper?

Ich habe zum ersten Mal einen Kühlkörper entworfen. Ich bin mir nicht sicher, ob es überdesignt oder gut gestaltet ist?

Ich verwende IRFP460 in einem Vorwärtswandler mit zwei Schaltern. Die maximale Leistung des Konverters beträgt 1000 Watt und der Wirkungsgrad liegt bei 90 %. Jeder MOSFET verbraucht 50 Watt. Die maximale Verlustleistung des MOSFET beträgt 280 Watt und die maximale Tj beträgt 145 Grad Celsius in seinem Arbeitspunkt. Bei einer Umgebungstemperatur von 45 Grad und einem Wärmewiderstand von Tjc+Tcs=0,7 beträgt der maximale Wärmewiderstand von Tsa=1,3.

Über den folgenden Link benötige ich einen Kühlkörper mit den folgenden Eigenschaften:
Aluminiummaterial

  • Höhe 4 cm
  • Breite 6 cm
  • Länge 6 cm
  • 10 Flossen; 2 mm dick
  • 1 Liter/Sek. Lüfter

Gibt es eine Stelle, die mein Design überprüft?

Wenn der Kühlkörper heißer wird, wird auch Tj des IRFP460. Dies bedeutet eine gewisse Erhöhung des RDS, wodurch die Leitungsverluste zunehmen, was die Erwärmung erhöht ... Es gibt mindestens eine Möglichkeit eines thermischen Durchgehens, es sei denn, Sie wissen wirklich was Sie tun dann Überdesign. Überprüfen Sie jetzt Ihre Mosfet-Verlustleistung. Wenn Sie einen Wirkungsgrad von 90% haben, was nicht unangemessen ist, blasen Sie erhebliche Leistung in andere Teile wie die Ausgangsdioden, den Transformator und die Drossel. Ich kann nicht sehen, dass jeder Fet 50 W und 90 verschwendet % Effizienz.
Ich hatte die Dissertationen bei anderen Geräten berücksichtigt und die zusätzliche Verlustleistung durch Rds erhöht. Die 50 Watt Leistung werden im schlimmsten Fall nur in jedem Mosfet abgeführt.
Ich hatte einen Fehler! Durch linearen Derating-Faktor kann der IRFP460 50 Watt bei 102 Grad Celsius Gehäusetemperatur liefern. Der maximale Wärmewiderstand des Gehäusekühlkörpers kann also 0,89 betragen, was durch einen 6 x 6 x 4 cm^3 großen Aluminiumkühlkörper mit einer Dicke von 2 mm, 10 Lamellen und einem Lüfter mit 4 Litern pro Sekunde realisiert werden kann.

Antworten (1)

Sie müssen das Design Ihres Kühlkörpers ändern oder die Kapazität des Lüfters erhöhen. Unter Verwendung der bereitgestellten Abmessungen und der Abmessungen eines IRFP460 ist Tj = 163 °C in einer Umgebungstemperatur von 45 °C, basierend auf Berechnungen mit dem Kühlkörperrechner ( http://www.heatsinkcalculator.com ). Der Rcs (Resistance Case to Heat Sink) wurde unter Verwendung eines Films aus Wärmeleitpaste von 0,1 mm Dicke mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1,35 W/(mK) mit einer Kontaktfläche gleich der Breite x Länge des IRFP460 geschätzt. Dies ergibt einen Rcs-Wert von 0,24 C/W.

Denken Sie daran, dass der maximale Durchfluss eines Lüfters darauf basiert, dass sich keine Hindernisse vor dem Lüfter befinden. Sobald der Lüfter hinter dem Kühlkörper platziert ist, ist der bereitgestellte Durchfluss geringer als der maximale Durchfluss. Der genaue Wert ist abhängig von der Bauform des Kühlkörpers und der Lüfterkennlinie.

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Toller Rechner.
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