Wie kann ich eine Kühlkörperberechnung durchführen und feststellen, ob ein Kühlkörper erforderlich ist oder nicht?

In dem von Ihnen verlinkten Datenblatt befindet sich eine Tabelle mit der Bezeichnung Thermische Eigenschaften :

Der relevante Wert ist$\mathrm{R}_{\Theta\mathrm{JA}}$– Dies ist der Wärmewiderstand zwischen dem Übergang (dh dem aktiven Halbleiterbereich) und der Umgebung ohne Kühlkörper. Mit diesem Wert können Sie (in erster Näherung) den Temperaturanstieg berechnen:

$T_\mathrm{J} = T_\mathrm{A} + \mathrm{R}_{\Theta\mathrm{JA}}\times P$

Wo$T_\mathrm{A}$ist die Umgebungstemperatur und$P$ist die Leistung, die Sie berechnet haben. Unter Verwendung dieser Zahlen, vorausgesetzt$T_\mathrm{A} = 25~^\circ \mathrm{C}$, gibt Ihnen eine Temperatur von ~$28~~^\circ \mathrm{C}$. Dies bedeutet, dass Sie für diese Anwendung wahrscheinlich keinen Kühlkörper benötigen.

Wenn Sie das MOSFET-Gate mit 10 V ansteuern, benötigen Sie keinen Kühlkörper. Oder sogar 5V. Die Verlustleistung beträgt weniger als 0,1 W beim Leiten, und selbst wenn Sie etwas langsam schalten, summieren sich die Spitzen der Verlustleistung während des Schaltens nicht zu viel für seltenes Schalten. Es wird sich kaum warm anfühlen. Bei etwa 0,5 W oder 0,6 W müssen Sie sich darüber Gedanken machen (für ein TO-220-Gehäuse), insbesondere wenn die Umgebung heiß sein könnte (der Rds(on) steigt, wenn der Chip auch heißer wird).

Wenn Sie jedoch versuchen, dieses spezielle Teil, das nicht für 3,3-V-Antrieb ausgelegt ist, direkt mit dem 3,3-V-Ausgang des Raspberry Pi anzusteuern, oder wenn Sie die Freilaufdiode aus der Spule weglassen, kann es gut sein, dass es durchbrennt. Sie tun das wahrscheinlich nicht, aber es ist besser, es zu erwähnen.

Für beide Berechnungen und wo es nützlich ist oder nicht, hängt es von jedem Datenblatt jeder von Ihnen ausgewählten Komponente ab, dann hängt der Typ des Kühlkörpers von beiden Datenblattangaben und dem Material der Komponentenhardware ab

Wenn Sie sich nach dieser Notwendigkeit fragen müssen, sollten Sie diese Informationen auf den Datenblättern jedes Mal überprüfen, wenn Sie mindestens in einer eigenständigen Komponente über 0,75 A liegen.

Im Allgemeinen wissen Sie, dass Sie auch einen aus dem Formfaktor der Komponente benötigen, er ist dafür gemacht, also braucht er ihn standardmäßig, also berechnen Sie seine Größe aus den Datenblattinformationen

In Ihrem Anwendungsfall sagen Sie, dass Sie ziemlich niedrige 0,05 A haben, aber dieser Mosfet ist für die Verwendung eines Kühlkörpers gebaut, also verwenden Sie standardmäßig einen, ein kleiner wird ausreichen, vielleicht nur eine Metallplatte dahinter mit einer kleinen Größe.