De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Behoort bij open leertaak OT 8.2.2 De gekoelde transistor © friesland college 2000 M.Venema P.Ferwerda.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Behoort bij open leertaak OT 8.2.2 De gekoelde transistor © friesland college 2000 M.Venema P.Ferwerda."— Transcript van de presentatie:

1 behoort bij open leertaak OT De gekoelde transistor © friesland college 2000 M.Venema P.Ferwerda

2 De gekoelde transistor In het vorige instructieprogramma heb je gezien: Als de dissipatie in een transistor te groot wordt moet de transistor gekoeld worden. Bij deze transistor als P > 1,25W In het vorige instructieprogramma heb je gezien: Als de dissipatie in een transistor te groot wordt moet de transistor gekoeld worden. Bij deze transistor als P > 1,25W Omgevingstemperatuur = 25 °C Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W  T= P x Rth j-a P=  T / Rth j-a = ( ) / 100 = 125 / 100 = 1,25 Watt

3 De gekoelde transistor De transistor wordt nu gemonteerd op een koellichaam Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction

4 De gekoelde transistor De warmtestroom moet nu van junction via een isolatieplaatje en de koelplaat naar de omgeving Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction

5 De gekoelde transistor We zien nu 3 thermische weerstanden: 1. Van de junction naar de behuizing(case) van de transistor. (Rth j-c) We noemen deze ook wel Rth j-mb (mb = mounting base) We zien nu 3 thermische weerstanden: 1. Van de junction naar de behuizing(case) van de transistor. (Rth j-c) We noemen deze ook wel Rth j-mb (mb = mounting base) Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Junction Ambient (omgeving) Isolatieplaatje (case) Rth j - c

6 De gekoelde transistor We zien nu 3 thermische weerstanden: 2. Van de behuizing (case), door het isolatieplaatje, naar de koelplaat (heatsink of kortweg sink). We noemen deze Rth c-s. We zien nu 3 thermische weerstanden: 2. Van de behuizing (case), door het isolatieplaatje, naar de koelplaat (heatsink of kortweg sink). We noemen deze Rth c-s. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Junction Ambient (omgeving) Isolatieplaatje (case) Koelplaat (sink) Rth j - c Rth c - s

7 De gekoelde transistor We zien nu 3 thermische weerstanden: 3. Van de koelplaat (sink) naar de omgeving (ambient). We noemen deze Rth s-a. We zien nu 3 thermische weerstanden: 3. Van de koelplaat (sink) naar de omgeving (ambient). We noemen deze Rth s-a. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Junction Ambient (omgeving) Isolatieplaatje (case) Koelplaat (sink) Rth j - c Rth c - s Rth s - a

8 De gekoelde transistor De junction heeft de hoogste temperatuur. De omgeving heeft de laagste temperatuur. Er stroomt warmte dóór de thermische weerstanden van de junction naar de omgeving. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Junction Ambient (omgeving) Isolatieplaatje (case) Koelplaat (sink) Rth j - c Rth c - s Rth s - a

9 De gekoelde transistor We moeten nu de drie waarden vinden. Voor de transistor gebruiken we weer de datasheet. We vinden voor Rth j-c = Rth j-mb = 6 K/W Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-c = 6 ºC/W

10 De gekoelde transistor De koelplaat heeft een thermische weerstand Rth s-a. Deze wordt door de leverancier gegeven. (van We gebruiken de middelste en vinden 8 °C/W Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Produktinformatie: Zwart aluminium geëloxeerd, met combi gatenpatroon voor behuizing TO-3, TO-55, SOT-9, SOT-32 en TO-220. Combi-gatenpatroonTO-3, TO-55,SOT-9, SOT-32TO-220

11 De gekoelde transistor Tussen de transistor en de koelplaat zit een isolatieplaatje die samen met de koelpasta een thermische weerstand Rth c-s (case - sink) vormen. In de praktijk bedraagt deze ongeveer 0,5 °C/W. Tussen de transistor en de koelplaat zit een isolatieplaatje die samen met de koelpasta een thermische weerstand Rth c-s (case - sink) vormen. In de praktijk bedraagt deze ongeveer 0,5 °C/W. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction isolatieplaatje

12 De gekoelde transistor We hebben nu de waarden van de 3 thermische weerstanden gevonden. De thermische weerstand tussen junction en ambient kunnen we nu bepalen. Rth j-a = 6 + 0,5 + 8 = 14,5 °C/W. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Junction Ambient (omgeving) Isolatieplaatje (case) Koelplaat (sink) Rth j - c = 6 °C/W Rth c - s = 0,5 °C/W Rth s - a = 8 °C/W

13 De gekoelde transistor We gaan uit van een gekoelde transistor. Deze transistor regelt de stroom door een lampje. Hierdoor staat er een spanning over de transistor (Uce) en er loopt een stroom (Ic). BD 131 isolatieplaatje Rth j-a = 14,5 °C/W Rth j - c = 6 °C/W Rth c - s = 0,5 °C/W Rth s - a = 8 °C/W

14 De gekoelde transistor +10V 0 Lamp Rb b c e kleine potmeter Ic= 1,5A Uce=3V BD 131 Er wordt in de transistor warmte ontwikkeld. Het vermogen (dissipatie) is: P = Uce x Ic = 3 x 1,5 = 4,5 Watt. Zonder koelplaat zou dit niet mogen (Pmax ongekoeld = 1,25 Watt). Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Rth j-a = 14,5 °C/W

15 De gekoelde transistor +10V 0 Lampje Rb b c e kleine potmeter Ic= 1,5A Uce=3V BD 131 Door de koelplaat is de thermische weerstand Rth j-a verlaagd van 100 ºC/W naar 14,5 ºC/W. Door de koelplaat is de thermische weerstand Rth j-a verlaagd van 100 ºC/W naar 14,5 ºC/W. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Rth j-a = 14,5 °C/W P = 4,5 W

16 De gekoelde transistor +10V 0 Lampje Rb b c e kleine potmeter Ic= 1,5A Uce=3V BD 131 Nu kunnen we de temperatuur in de junction bepalen.  T = P x Rth j-a  T = 4,5 x 14,5 = 65,25 ºC. Tj = Ta +  T = ,25 = 90,25 ºC. De maximale junctiontemperatuur mag 150 ºC zijn. Dit mag dus! Nu kunnen we de temperatuur in de junction bepalen.  T = P x Rth j-a  T = 4,5 x 14,5 = 65,25 ºC. Tj = Ta +  T = ,25 = 90,25 ºC. De maximale junctiontemperatuur mag 150 ºC zijn. Dit mag dus! Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Rth j-a = 14,5 °C/W P = 4,5 W Tj = 90,25 ºC OK

17 De gekoelde transistor Bereken nu (op een papiertje) hoe groot de maximale waarde van de thermische weerstand van de koelplaat mag zijn. Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W

18 De gekoelde transistor Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W Eerst bepalen we het temperatuursverschil bij Tj max.  T = Tj max - Ta = = 125 ºC Er moet 4,5 Watt aan warmte worden afgevoerd. De maximale thermische weerstand (Rth j-a) is: 125 / 4,5 = 27,8 ºC/W.

19 De gekoelde transistor Omgevingstemperatuur = 25 °C koelplaat isolatieplaatje junction Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W De thermische weerstand van de transistor en het isolatieplaatje zijn samen: Rth j-s = Rth j-c + Rth c-s = 6 + 0,5 = 6,5 ºC/W. De thermische weerstand van de koelplaat mag dus maximaal 27,8 - 6,5 = 21,2 ºC/W zijn. Berekend: Rth j-a = 27,8 ºC/W.

20 De gekoelde transistor Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W Berekend: Rth j-a = 27,8 ºC/W. Rth s-a (koelplaat) = 21,2 ºC/W. 45 K/W 5 K/W 16 K/W 25 K/W Welk koellichaam zou jij gebruiken voor deze transistor? Klik deze aan. Welk koellichaam zou jij gebruiken voor deze transistor? Klik deze aan.

21 De gekoelde transistor Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W Berekend: Rth j-a = 27,8 ºC/W. Rth s-a (koelplaat) = 21,2 ºC/W. 45 K/W 5 K/W 16 K/W 25 K/W De thermische weerstand mag wel lager zijn dan 21,2 K/W maar niet hoger! De beste keus is het koellichaam van 16 K/W. Het koellichaam van 5 K/W is veel te groot (en te duur). Bij jouw keuze wordt de transistor te heet en gaat kapot!!!!! Je hebt gekozen voor Dit is de juiste

22 De gekoelde transistor Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W Berekend: Rth j-a = 27,8 ºC/W. Rth s-a (koelplaat) = 21,2 ºC/W. 45 K/W 5 K/W 16 K/W 25 K/W De thermische weerstand mag wel lager zijn dan 21,2 K/W maar niet hoger! De beste keus is het koellichaam van 16 K/W. Het koellichaam van 5 K/W is veel te groot (en te duur). Je hebt gekozen voor Dit is de juiste

23 De gekoelde transistor Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W Berekend: Rth j-a = 27,8 ºC/W. Rth s-a (koelplaat) = 21,2 ºC/W. 45 K/W 5 K/W 16 K/W 25 K/W De thermische weerstand mag wel lager zijn dan 21,2 K/W maar niet hoger! De beste keus is het koellichaam van 16 K/W. Het koellichaam van 5 K/W is veel te groot (en te duur). Dit is de juiste Prima!

24 De gekoelde transistor Bekend: Tj max = 150 ºC P = 4,5 W Rth j-c = 6 ºC/W Rtj c-s = 0,5 ºC/W Berekend: Rth j-a = 27,8 ºC/W. Rth s-a (koelplaat) = 21,2 ºC/W. 45 K/W 5 K/W 16 K/W 25 K/W Je hebt gekozen voor Dit is de juiste De thermische weerstand mag wel lager zijn dan 21,2 K/W maar niet hoger! De beste keus is het koellichaam van 16 K/W. Het koellichaam van 5 K/W is veel te groot (en te duur). Bij jouw keuze wordt de transistor te heet en gaat kapot!!!!!

25 stoppen Please remember: always keep things cool Please remember: always keep things cool


Download ppt "Behoort bij open leertaak OT 8.2.2 De gekoelde transistor © friesland college 2000 M.Venema P.Ferwerda."

Verwante presentaties


Ads door Google