Kylning FET m hög ström

[jesse]

Flera parallella är väl en utmärkt idé. Att försöka pressa in all värmeutveckling i en enda liten punkt är enbart onödigt.
Dessutom - eftersom man räknar strömmen i kvadrat så alstras bara en fjärdedel så mycket värme per transistor i två transistorer än i en enda. Win-Win.

[gkar]

Flera är alltid bra, men välj något med lite lägre resistans. Tex:
http://se.farnell.com/nxp/psmnr90-30bl/ ... dp/2114716

[rolex42]

OK, mycket bra input här ...

1 st PSMNR90-30BL (40A)
P=1,6W
Som tillbehör visar Farnell heatsink m 22.8°C/W
temp.höjn=1,6*(22,8+0,5+0,5)=38C.
Nu börjar det bli bra men jag är lite osäker på termisk resistans mellan FET & heatsink. Databladet var inte solklart men det ser ut som man löder FET på PCB och ser till att kopparytan är så stor att man sedan kan löda heasink på samma kopparyta ...
Det blir kanske inte term resistans = 0,5 ?

Med 2 st PSMNR90-30BL
P=0,4W
temp.höjn=0,4*(22,8+0,5+0,5)=9,5C. (el m jesses Win-Win-formel: 38/4=9,5 )

[jesse]

Hmm... total power dissipation = 308W... Du ska leda bort 1.6 watt... Någonting känns lite ... oproportionerligt. Med den effekten behövs ingen heatsink alls. Det räcker med att transistorns ovansida har kontakt med luften.

Rth(j-a) = 50 grader C / watt, är utan extra kylning, "minimum footprint; mounted on a printed-circuit board". 1.6 * 50 = 80 grader ökning. Transistorn tål 175 grader celcius, så du kan köra den i en omgivningstemperatur över 90 grader utan extra kylning (gäller då VGS > 10V. Annars , vid 4.5V multiplicera med 1.3)

EDIT:
Men hur fick du fram 1.6W? Ron fördubblas nästan när transistorn börjar bli varm. Jag brukar multiplicera Ron med 2 för att vara på rätt sida. Kurvan går ju till omkring 1.9 gånger Ron vid 175 grader. Om jag räknar på 40A så får jag då:
40A^2 * 2mohm = 3.2W. ==> 160 grader temperaturhöjning. Det funkar inte. Då behöver du kopparplan på ca 4 cm2 eller mer för att få tillräcklig kyleffekt (om jag räknat ungefär rätt). Troligtvis krävs fortfarande ingen extra heatsink om man bara har stor kopparyta på kretskortet.

[gkar]

Ett tips. Dimmensionera inte för Tj på 175C. Gör det för 125C för att få lite livslängd på dem.

[rolex42]

Har nu försökt få till en enkelt kretskort m Eagle och börjar bli frustrerad ...

Download nxp_60.lbr fr Eagle lib
PSMNR90-30BL datablad: "Plastic single-ended surface-mounted package (D2PAK); 3 leads (one lead cropped) SOT404"
Hittade BUK761R3-30E som ersättare för PSMNR90-30BL.

SOT404_small.png

Det enkla schemat

SOT404_sch.png

Kastar ut komp på PCB.
Auto-route & sedan manuell route av Drain.

SOT404_DRC.png

Min tanke var att göra en kopparyta för kylning och ev lödning av kylfläns så jag lade en polygon och satte samma namn som mounting base (DRAIN).

SOT404_Polygon.png

SOT404_Polygon_Ratsnest.png

men även nu får jag samma Drc Error.

[rolex42]

Gjorde ett första försök med DipTrace (mha Lizerd)
Tog flera olika FETar så att man skulle kunna välja vilken/vilka man vill ha (4 st TO-220, 2 st SOT404, 2 st TO263-7).
Placerade dem för att fördela värmen. Några surface solder pads för att förbinda med grov kabel mellan FETs.

SOT404_TO263_heatPad.png

De stora lödhålen har 5mm hål avsedda för kabel som leder 40A. Som synes går det översta t Drain. Under de 4 ytmonterade FETarna en stor Pad för fastlödning av kylfläns. Jag tror att den ytan skull behöva göras lite större.
(Övriga komponenter på kortet är ett lågspänningsskydd med tidsfördröjning).