Hur nära döden?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Jag håller som bäst på att testköra min x-y hysteres instrument (beskriven i en tråd nyligen som "senast caddade").
Transistorerna har jag monterat på en kylare av aluminium som jag bockat till av plåt.
Glimmerbrickor och kylpasta samt att jag dragit åt skruvarna rejält.
Jag maxxar strömmen till 2.43A rms sinus enl. fig.
Mellan kylflänsarna har jag lagt en sprittermometer och efter 10min så visar den 92grader C.

Nu är frågan, hur nära döden är transistorerna?
Bild
Tekko
Inlägg: 9009
Blev medlem: 28 november 2004, 20:19:15

Re: Hur nära döden?

Inlägg av Tekko »

Du ska ALDRIG dra åt rejält för då lättar trissan från flänsen, bara dra åt lite lätt så att trissan lixon suger fast.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Jag har inte dragit så skruven håller på att gå av utan ordentligt utan att slarva menar jag.

Omgivande luft är 25 grader. Allt sitter i en låda med locket avtaget.
Det är utan lock jag mäter. Med lock på blir nästa problem.
Användarvisningsbild
prototypen
Inlägg: 11108
Blev medlem: 6 augusti 2006, 13:25:04
Ort: umeå

Re: Hur nära döden?

Inlägg av prototypen »

Du har en termisk resistans mellan omgivningen och kylaren, över den resistansen ligger 92-25=67 grader.

Om du har lika stor resistans mellan chippet och kylaren har du ytterligare 67 grader upp = 159 grader på chippet (kan hålla eller dö)
Om du har hälften stor resistans mellan chippet och kylaren har du ytterligare 33 grader upp = 125 grader på chippet (håller troligen).

Enkel matte, problemet är att få tag på termiska resistansen för alla delprylar.

92 grader verkar för varmt sådär spontant.

Protte
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Kiselfett: 0.5 grad/watt
Mica bricka: 0.4 grad/watt
Max temp på transistor: 150 grader
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Räknade lite på det hela:

en trissa levererar en halvvågslikriktad sinusström som har medelvärde Itopp/pi = 1.095A
det ger att en spänningskälla på 15V avger effekten P1 = 15x1.095 = 16.42W
effektutvecklingen i lasten är PL = 1x2.43^2 = 5.90W
en spänningskälla bidrar med hälften P2 = 2.95W
förlusten i 0.1 ohms resistorn är P3 = (3.44/2)^2 x 0.1 = 0.30W
i trissan utvecklas P = 16.42 - 2.95 - 0.3 = 13.17W

Alltså 13.17W per transistor.

--

Hämtat ur faktabladet för BDW23A:

Bild

Det skulle ge att kapseln tillåts bli ca: 115 grader

--

Jag behöver veta termiska resistansen mellan kiselbrickan och kapseln,

Rth j-c = (150-92)/13.17 - 0.4 -0.5 = 3.5 grad K/W

Då får jag kapseltempen som (150-Tc)/3.5 = 13.17 => Tc = 104 grader

vilket ska räcka, 11 grader tillgodo!

Måste nog ha fläkt i låda med lock på.

--

Då kan jag räkna ut kylarens termiska resistans:

Rth k = (150-25)/13.17 - (3.5+0.4+0.5) = 5.1 K/W

--

Safe operating area klarar konstruktionen för med
en medellikström på 1.1A så tillåts Uce vara 30V.

Nu blir det inte så ofta skulle jag tro att jag kör på max
och då kanske jag kan tänka mig för och köra tidsbegränsat.
Eller också montera in en bimetall termobrytare eller
en några 7-seg LED som visar tempen och en högtalare som tjuter =)


--------------------
Slog ihop en väldig massa inlägg som kommit under kort tid.
//Jimmy
--------------------
Användarvisningsbild
Zyxel615
EF Sponsor
Inlägg: 1839
Blev medlem: 9 november 2005, 21:20:43
Ort: Kiruna

Re: Hur nära döden?

Inlägg av Zyxel615 »

Är detta den forum-baserade motsvarigheten till att resonera med sig själv? ;)
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Ja nästan... =)

Två saker jag tänker på nu.
Det ena är att när jag applicerar kylpasta så är det på bägge sidor av mica-brickorna.
Borde det alltså vara 0.5 K/W ggr. 2 ?

Sedan kylarens temperatur på 92 grader är uppvärmd av 2 transistorer fast jag har räknat
på det som om den vore uppvärmd av 1. Alltså bägge trissorna sitter på samma kylare.
Fast det spelar väl i och för sig ingen roll för det är temperaturen som kylaren kyls
till av omgivande luft som räknas. Men blir verkligen kylarens Rth rätt som jag räknat?

--

Jag skulle kunna se båda transistorerna som en enda stor som
avger effekten 26.34W och värmer kylaren till 92 grader.
Hur går det då med de termiska resistanserna? Går det
parallellkoppla dom som vanliga motstånd? Eller mer logiskt
vore att helt enkelt se det som en större yta för de ligger
ju i samma plan.

--

Om jag räknar med den totala effekten fås:

Rth k = (150-25)/26.34 - (3.5+0.4+0.5) = 0.35 K/W

vilket måste vara helt fel för kylare med sånna värden är stora.


--------------------
Jag slog ihop några inlägg till...
//Jimmy
--------------------
Norpan
Inlägg: 2229
Blev medlem: 12 april 2008, 18:20:27
Ort: Småland

Re: Hur nära döden?

Inlägg av Norpan »

Du driver väl inte med båda transistorerna samtidigt.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Nytt försök:

Jag behöver veta termiska resistansen mellan kiselbrickan och kapseln,

Rth j-c = (150-92)/26.34 - 0.4 -0.5 = 1.30 grad K/W

Då får jag kapseltempen som (150-Tc)/1.30 = 26.34 => Tc = 116 grader

...precis på gränsen.

Kylarens termiska resistans:

Rth k = (92-25)/26.34 = 2.55 K/W

och det här verkar mer riktigt

--

De är varma samtidigt och sitter på samma kylare.
Fast de leder inte samtidigt måste vara det du menar.
Jag matar med sinus typ 1kHz inte 1 milliHertz.


--------------------
Slog ihop två till. Du har inte sett "Ändra"-knappen?
//Jimmy
--------------------
Norpan
Inlägg: 2229
Blev medlem: 12 april 2008, 18:20:27
Ort: Småland

Re: Hur nära döden?

Inlägg av Norpan »

Då gör ju inte båda värme samtidigt så du har i princip bara effekten från en att kyla bort.
Och totaleffekten är uppdelad på två kapslingar.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Skulle en 5.1 K/W kylare räcka anser du alltså?

--

Jag vill ha det till att om varje trissa har en egen kylare på 5.1 K/W så funkar det bra.

--

Nu har jag i vilket fall hittat en liten 3V motor och en gammal cylindrisk fläkt (typ ekorrhjul) från en hårtork
som passar precis på bredden över lådan. Ska montera den mot bakre panelen och ha någon
typ av styrning så den startar när det blir farligt varmt.


--------------------
Jag slog iho... äh, ni vet vid det här laget.
//Jimmy
--------------------
Användarvisningsbild
E85
Inlägg: 1274
Blev medlem: 29 maj 2007, 16:24:19
Ort: Övik

Re: Hur nära döden?

Inlägg av E85 »

Nu vet jag inte hur det där funkar men det går inte byta ut transistorerna mot MOSFETar eller nåt annat för att slippa den stora värmeförlusten?
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 21592
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Hur nära döden?

Inlägg av 4kTRB »

Nej det blir lurigt nu för jag har limmat dioder uppepå också för att viloströmmen inte ska driva.
Du får förlust i mosfetar också. Det blir Pf = Uds x Id
Du tänker kanske på lågt Rds on men då leder FET:en max, här handlar det om sinus.
Norpan
Inlägg: 2229
Blev medlem: 12 april 2008, 18:20:27
Ort: Småland

Re: Hur nära döden?

Inlägg av Norpan »

4kTRB skrev:Skulle en 5.1 K/W kylare räcka anser du alltså?
Nä, den kommer att hamna på runt 170° och det är ju inte så bra, om den nu hinner komma dit innan transistorerna givit sig av till den sälla kiseldalen.
Tänkte mer på att du skulle räkna med totaleffekten när du räknar på kylaren och enskild snittransistoreffekt när du räknar på transistorerna.
Men nu har du ju två kylare så det behövs inte längre.
Skriv svar