Czy TO-220 bez radiatora poradzi sobie z 560 mW w zamkniętej obudowie?

Thu Aug 22, 2019 11:57 pm   

Hej,

Różne źródła podają, że TO-220 bez radiatora jest w stanie rozproszyć ok.
1 W -- ale w jakiej sytuacji? Przy przewiewie, bez? Czy to prawda także
dla małej, plastikowej obudowy bez wentylacji?

Mam do rozproszenia 360 mW + 200 mW na dwóch elementach w TO-220 obok
siebie, ale właśnie w takiej obudowie i zastanawiam się, czy przerabiać
projekt i dorzucić mały radiator, czy będzie OK tak jak jest...

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Thu Aug 22, 2019 11:57 pm   

Queequeg wrote:


Datasheet IRF540 podaje max. RthJA=62 stopnie C/W. Jeśli obudowa nie
jest jakoś wybitnie odizolowana termicznie, to osiągnie równowagę
termiczną przy jakiejś rozsądnej temperaturze. Załóż 60 stopni, dodaj
te 62/W i masz temperaturę złącza. 122 stopnie spokojnie mieści się w
dozwolonym zakresie do 175 stopni.


Czyli łącznie pół wata. Nie powinno być problemu.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Aug 23, 2019 7:39 am   

Użytkownik "Queequeg" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:041faa21-d463-45f5-9ed9-863758dca4d1@trust.no1...

Powinien dac rade, chyba ze za blisko beda, ale ... zawsze staram sie
dorzucic kawalek radiatora, chocby blaszki.

IMO - same TO220 plona szybko, a w trakcie eksperymentow/prototypu
latwo o chwilowe przeciazenia.

J.

Fri Aug 23, 2019 7:56 am   

Hello Queequeg,

Thursday, August 22, 2019, 11:57:31 PM, you wrote:


Bez. Rezystancja termiczna na poziomie 60-65 K/W


Rezystancja termiczna nie zależy od obudowy. Od obudowy i mocy strat zależy
temperatura w obudowie.


Moim zdaniem będzie OK. Ale i tam musisz to sprawdzić.


--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Fri Aug 23, 2019 8:11 am   

RoMan Mandziejewicz wrote:


Zamiast się doktoryzować z procesów cieplnych wystarczy do tej obudowy
wrzucić opornik, ustawić zasilacz regulowany na wydzielenie w nim 1W,
zostawić na godzinę i dotknąć obudowy. Jak nie będzie parzyć, to i
półwatowy tranzystor wytrzyma...

Pozdrawiam, Piotr

Fri Aug 23, 2019 8:20 am   

J.F. wrote:


Obawiam się, że "chwilowe przeciążenia" impulsowy tranzystor MOSFET w
TO220 zabiją podobnie szybko jak w TO247. Typowe SOA w warunkach ostrego
przeciążenia specyfikuje czas przeżycia tranzystora w okolicach 10us.
Radiator nic nie da, impedancja termiczna nie pozwoli mu się istotnie
ogrzać w tym czasie. A obawiam się, że szanse na to, że rozmawiamy o
MOSFETcie lateralnym, *albo chociaż* o takim z rozszerzonym FBSOA,
*albo chociaż* impulsowym z SOA zdefiniowanym
dla DC są minimalne.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Aug 23, 2019 10:20 am   

Queequeg wrote:


To się jeszcze dokop, w jakich warunkach.
A warunki są typowe: tranzystor jest utopiony w bańce z mieszaniną
związków fluoroorganicznych o temperaturze wrzenia dostrojonej do 25
stopni Celsjusza. Każda moja płytka tak ma, Twoja nie?

Jak już będziesz kopał, to wykop też przy jakim napięciu dren-źródło
jest zmierzony ten prąd. Bo w warunkach realnych może ono być
dostatecznie wysokie, by wyrwać tranzystor z obszaru nasycenia.
I wtedy się dowiesz, dlaczego MOSFET zaprojektowany do pracy liniowej
jest 5--10x droższy od przewidzianego do impulsowej. Na ten przykład
takie badziewie 100V/100A w postaci IXTN200N10L2 kosztuje drobne
150 złotych za sztukę. A przecież wystarczy dać dwa Twoje równolegle
-- "ale głupi ci Rzymianie". :-)


Utop sobie płytkę w PFC, jak pan Cray miał w zwyczaju robić ze swoimi
superkomputerami i Cię przestanie dziwić. Albo zacznij traktować
pierwsze strony datasheeta jako koncert życzeń i sobie bez gry wstępnej
studiuj obrazki "Safe Operating Area". Możesz się wtedy zdziwić, że
stuamperowy MOSFET nie ma tam w ogóle zaznaczonego obszaru DC. :->


Jasne, w tranzystorze za dwa złote. Aluminiowe druciki, czasami cienka
blaszka.


Jakim zapasem, skoro Twój tranzystor w ogóle nie ma specyfikacji DC? :->
Datasheet => rysunek 8., maksymalna określona przez producenta długość
impulsu = 10 milisekund. W 22-amperowym IRF540 produkcji ST:

https://global.oup.com/us/companion.websites/fdscontent/uscompanion/us/pdf/microcircuits/students/mos/IRF540-st.pdf

na rysunku GC98090 wyczytasz, że DC SOA to zaledwie 4 ampery.
"Cuda, cuda ogłaszają!" :->


Wg inżynierii konserwatywnej jedziesz po bandzie, używając elementu poza
zakresem dopuszczonym przez producenta. Tak, ja wiem, że nie wybuchnie,
ale formalnie Ci nie wolno. :-)

Pozdrawiam, Piotr

Fri Aug 23, 2019 10:25 am   

Queequeg wrote:


Dokładnie tak. Przy idealnej izolacji ciągle dostarczanym milidżulem
stopisz stal, bo się temperatura będzie stale i powoli podnosić. Pytanie
więc tylko, jak nieidealnie izolowana jest Twoja obudowa. Wsadź w nią
ten opornik i zmierz. Minuta przygotowań, godzina czekania i będziesz
wiedział, a nie zgadywał. Są trzy mechanizmy przepływu ciepła:
promieniowanie, konwekcja i przewodzenie. Tylko pierwszy z nich da się
z grubsza oszacować z praw fizyki, reszta to HGW zależące od otoczenia.
Zmierz.

Pozdrawiam, Piotr

Fri Aug 23, 2019 11:23 am   

Piotr Wyderski <peter.pan@neverland.mil> wrote:


Datasheet dla IRFZ44N podaje prąd udarowy drenu 160 A i ciągły 49 A. To
już chwilowe przeciążenie? :)

Zawsze mnie dziwiło, że takie cienkie nóżki (i jeszcze cieńsze druciki
w środku) są w stanie wytrzymać takie prądy. W środku to pewnie złoto albo
pozłacane, ale końcówki to chyba zwykła, pobielona czymś miedź?


Nie... to jeden 7805 i jeden IRFZ44N obciążony 3.5 A, czyli z ogromnym
zapasem (wziąłem go, bo akurat mam zapas; to jednostkowe urządzenie).
Żadnych udarów tam nie będzie, 7805 zasila elektronikę a mosfet rezystory
grzewcze.

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Fri Aug 23, 2019 11:26 am   

Piotr Wyderski <peter.pan@neverland.mil> wrote:


Więc tak się to liczy... tak, teraz patrzę na te wartości w datasheecie
(junction-to-case, case-to-sink, junction-to-ambient) i ma to sens.
Dzięki!

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Fri Aug 23, 2019 12:06 pm   

RoMan Mandziejewicz <roman@pik-net.pl.invalid> wrote:


Ale temperatura w obudowie dodaje się do temperatury wynikającej
z rezystancji termicznej i podnosi temperaturę złącza... tak?

Czyli jeśli mamy 65K/W junction-to-ambient, to złącze mając w obudowie 20C
będzie miało 85C, ale w obudowie będzie coraz cieplej i cieplej, więc
złączu też będzie cieplej... pytanie jakie jest oddawanie ciepła przez
plastikową, czarną obudowę do otoczenia i przy jakiej temperaturze się to
wyrówna.

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0

Fri Aug 23, 2019 12:50 pm   

W dniu 23.08.2019 o 12:25, Piotr Wyderski pisze:

Może jakieś mikrogramy stali. A przy idealnej izolacji czas dostarczania
owego milidżula nie ma znaczenia.
Gdybyś mówił o miliwatach... ale nie mówisz ;-)

P.P.

Fri Aug 23, 2019 12:52 pm   

Paweł Pawłowicz wrote:


Touche! :)

Pozdrawiam, Piotr

Fri Aug 23, 2019 1:13 pm   

Hello Queequeg,

Friday, August 23, 2019, 12:06:22 PM, you wrote:


Oczywiście. Ale nie wiemy, jaką temperaturę osiągnie wnętrze obudowy
przy tych trochę ponad 0.5W - dlatego trzeba to sprawdzić.

Zasilacze laptopowe mają ciasne, hermetyczne obudowy i dają radę. Są
gorące, wewnątrz temperatura zapewne przekracza 60°C ale wyrabiają.


Nie ma innej drogi niż sprawdzenie tego. Chyba, że producent obudowy
podał jej rezystancję termiczną.



--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Fri Aug 23, 2019 3:03 pm   

Piotr Wyderski <peter.pan@neverland.mil> wrote:


Nie muszę wsadzać opornika, układ jest już gotowy (powiedziałbym, że
prototyp, ale nie będzie raczej kolejnych, więc układ), więc po prostu
zamknę go w tej obudowie i zmierzę jej temperaturę po godzinie.

--
https://www.youtube.com/watch?v=9lSzL1DqQn0