Berechnung der Größe des Kühlkörpers für Leistungswiderstände
Um die Leistung von Leistungswiderständen zu optimieren, ist die Berechnung der richtigen Größe des Kühlkörpers unerlässlich. Diese Berechnung, die für das Wärmemanagement von zentraler Bedeutung ist, beinhaltet die Bestimmung des zulässigen Gesamtwärmewiderstands, wobei der typische Widerstand zwischen Gehäuse und Kühlkörper bei 1°C/W liegt. Die richtige Dimensionierung des Kühlkörpers gewährleistet eine effiziente Wärmeableitung, verhindert eine Überhitzung und erhöht die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Widerstands. Ungeeignete Kühlkörper können zum Ausfall von Komponenten führen und die Systemstabilität beeinträchtigen. Durch die Berechnung der idealen Kühlkörpergröße können Konstrukteure und Ingenieure die optimale Funktion elektronischer Schaltungen sicherstellen. Dies ist ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung und Wartung elektronischer Geräte, insbesondere bei Hochleistungsanwendungen, bei denen das Wärmemanagement eine wichtige Rolle spielt.
Formel: RθSA = ((TRmax - TA) / Pd) - RθJC - RθCS
Beispielrechnung
Gegeben sei ein Leistungswiderstand mit einem thermischen Widerstand von 4,17°C/W, der bei einer Umgebungstemperatur von 25°C verwendet wird, 8 Watt Leistung abgibt und eine maximale Widerstandstemperatur von 150°C hat. Der erforderliche Kühlkörperthermikwiderstand kann berechnet werden.
Gegeben:
TRmax = 150°C
TA = 25°C
Pd = 8W
RθJC = 4,17°C/W
RθCS (angenommen) = 1°C/W
Berechnung:
RθSA = ((150°C – 25°C) / 8W) – 4,17°C/W – 1°C/W
RθSA = (125°C / 8W) – 4,17°C/W – 1°C/W
RθSA = 15,63°C/W – 4,17°C/W – 1°C/W
RθSA = 10,46°C/W
Daher wird ein Kühlkörper mit einem thermischen Widerstand von ungefähr 10,46°C/W für diesen Leistungswiderstand benötigt.
Maximale Widerstandsnennleistung für einen bestimmten Kühlkörper
Wenn die Größe eines Kühlkörpers bereits feststeht, kann man die maximale Nennleistung berechnen, die er für einen Leistungswiderstand aufnehmen kann. Diese Berechnung ist wichtig, um sicherzustellen, dass der Kühlkörper in der Lage ist, die vom Widerstand erzeugte Wärme effizient abzuleiten. Die Formel berücksichtigt mehrere Faktoren, darunter den Wärmewiderstand des Kühlkörpers, die Umgebungstemperatur und den maximal zulässigen Temperaturanstieg des Widerstands. Durch die Bestimmung der maximalen Nennleistung können Ingenieure und Konstrukteure sicherstellen, dass der Leistungswiderstand innerhalb sicherer thermischer Grenzen arbeitet, um eine Überhitzung zu vermeiden, die zum Ausfall von Bauteilen oder zu einem geringeren Wirkungsgrad führen könnte. Diese Berechnung ist ein entscheidender Aspekt des Wärmemanagements in der Elektronikentwicklung, insbesondere bei Hochleistungsanwendungen, bei denen die Aufrechterhaltung der Temperaturstabilität für die Zuverlässigkeit des Systems entscheidend ist.
Formel: Pd_max = (TRmax - TA) / (RθJC + RθCS + RθSA)
Berechnungsbeispiel
Für einen Kühlkörper mit einem Wärmewiderstand von 10,46 °C/W, unter der Annahme, dass der Wärmewiderstand vom Widerstand zum Gehäuse 4,17 °C/W und der Schnittstellenwiderstand 1°C/W beträgt, kann bei einer maximalen Widerstandstemperatur von 150 °C und einer Umgebungstemperatur von 25 °C die maximale Verlustleistung berechnet werden.
Gegeben:
TRmax = 150 °C
TA = 25 °C
RθJC = 4.17 °C/W
RθCS = 1 °C/W
RθSA = 10.46 °C/W
Berechnung:
Pd_max = (150 °C – 25 °C) / (4.17 °C/W + 1 °C/W + 10.46 °C/W)
Pd_max = 125 °C / 15.63 °C/W
Pd_max ≈ 8.00 W
Daher beträgt die maximale Leistung, die der Kühlkörper für einen Leistungswiderstand aufnehmen kann, etwa 8,00 Watt.
Beliebte Hersteller
In der nachstehenden Tabelle finden Sie einige der von uns angebotenen Widerstandsoptionen für die Kühlkörpermontage sowie einige ihrer Spezifikationen:
| SERIE | THERMISCHER WIDERSTAND | WIDERSTANDSBEREICH | TOLERANZ | TKR | LEISTUNGSBEWERTUNG | GEHÄUSE |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Isabellenhütte PBH Serie | 4 °C/W | 0,002 Ω bis 100 Ω | ±0,5 % (ab 0,01 Ω) | <50 ppm/°C | 10 W | TO-247-Stil |
| Isabellenhütte PBV Serie | 3 °C/W | 0,0005Ω bis 1Ω | ±0,5% (ab 0,0015 Ω) | <30 ppm/°C (ab 0,01 Ω) | 10 W | Nicht-Standard |
| Isabellenhütte A-H2 Serie | 3 °C/W | 0,001 Ω bis 100 Ω | ±0,1% (ab 0,001 Ω) | <30 ppm/°C | 10 W | Nicht-Standard |
