unbekannten Kühlkörper ermitteln

[Micha]

Hallo zusammen.

Ich bin mir nicht sicher, ob ich in dieser Rubrik mit meinem Anliegen richtig bin, aber kein Forum passt so wirklich.

Es geht um die Ermittlung eines unbekannten Kühlkörpers.

Frage: Wie kann ich bei einem unbekannten Kühlkörper feststellen, welchen Wärmewiderstand Rthku [°K/W] er hat.

Das Szenario ist simpel. In der Bastelkiste liegt ein Kühlkörper rum, den ich verwenden möchte. Ich kenne aber die Kühlleistung nicht, ich weiß also den Parameter Rth = xx K/W nicht. Weis jemand, wie man den ermitteln kann?

Habe mal mit einem bekannten Kühlkörper mit 2,2K/W einen Versuch gemacht. Transistor draufgeschraubt Rthjg=0,54K/W und an dem Transistor eine Leistung von 35W verbraten. Die Temperatur steigt nach e-Funktion an und erreicht Beharrung bei einer Temperatur von ca. 74°C bei einer Umgebungstemperatur von 22,5°C. Der Kühlkörper ist senkrecht montiert, so dass eine optimale Konvetionskühlung entsteht (kein Lüfter).

Also habe ich nun eine Temperatur-Differenz von 74-22,5 = 52K bei 35W.

Wenn ich nun Rechne: 52K / 35W bekomme ich 1,47 K/W.

Kann mir jemand erklären, wie ich auf 2,2K/W komme?

Danke schonmal für eure Mithilfe.

 

[dino03]

Thema verschoben

Hi,

ich hab mal von ...
Software>>Messen physikalischer Größen (Software-Fragen und -Lösungen, welche sich auf Applikationen ...)
in den Bereich ...
Allgemeines (Fragen zu Schaltungen und Bauelementen)
verschoben.
Paßt besser da du wohl kein Programm für nen Atmel zur Messung von einem
Temperaturwiderstand schreiben willst

Also ich mach mir da keine großen Gedanken. Ich seh mir den Kühlkörper
an und denke mir so ... jou, der könnte wohl reichen. Meißt ist er danach
etwas überdimensioniert Wenn ich es halbwegs genau brauche dann seh
ich mir vergleichbare Typen mit ihren Werten in nem Katalog/Shop von nem
Händler an.

Gruß
Dino

 

[Dirk]

Hallo Micha,

die Berechnung stimmt im Prinzip schon. Der Wärmeübergangswiderstand des Transistors stimmt wahrscheinlich nicht, bzw. ist nicht vollständig.

Was ist mit Rthjg gemeint, Junction-Case? Du hast vom Case zum Kühlkörper auch noch einen Übergangswiderstand (Luftspalt, Silikon, Glimmerscheibe oder Wärmeleitpaste).

Der Übergangswiderstand Junction-Ambient ergibt folgendermaßen
(a) nicht berücksichtigt:
Rth = Rth_jc + Rth_ch + Rth_ha

j = junction
c = case
h = heatsink
a = ambient

Rth_ch verringerst du bei TO220 und Verwendung von Wärmeleitpaste etwa um 1K/W.

(a) Durch den vorhandenen Wärmewiderstand von Case-Heatsink wird nicht die komplette Wärme zum Kühlkörper abgegeben, ein Teil geht (parallel) direkt nach Ambient. Wäre dieser Widerstand nicht vorhanden, hättest du eine höhere Kühlkörpertemperatur, so dass du eher auf die 2,2k/W kommen würdest.

Ich hoffe, es ist einigermaßen verständlich. Für mich ist es jetzt einfach schon zu spät

Grüße,
Dirk

 

[Micha]

Hallo Dino,

so einfach kann ich es mir leider nicht machen.
Die Ermittlung ist eigentlich nur der 1. Schritt. Danach soll mit Lüfter aktiv gekühlt werden, um herauszufinden, um welchen Faktor dieser Kühlkörper besser wird. Weil dann kann ich erst feststellen, ob der Kühlkörper dann in der Anwendung auch tatsächlich ausreichend ist (mit aktiver Kühlung).

Hast du einen anderen Vorschlag?

Trotzdem Danke für die schnelle Antwort!