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Smiley Re: Frage zur Kuehlerberechnung
Die Formeln habe ich jetzt nicht, da musst Du noch weitersuchen. Aber ich kann mal ausgehend von einem gegeben Kühlkörper was zur Berechnung sagen.



Man rechnet mit dem Wärmewiderstand, analog einem elektrischen Widerstand. Ein Kühlkörper erwärmt sich mit meinetwegen 3 Grad (Kelvin, °) pro Watt Wärme die er abführen muss. Der Halbleiter selber hat einen internen Wärmewiderstand, meinetwegen 2 K/W. Zusammen also 5 K/Watt die zwischen Halbleiterschicht und Umgebungsluft anfallen. Damit lässt sich schon das meiste in der Praxis berechnen, wenn man kräftige Sicherheitsmargen noch dazu einräumt.



Die übliche zulässige Sperrschichttemperatur der Halbleiter beträgt 150 °C; man sollte sie allerdings nicht dauernd erreichen. Manche Leistungstransis (TO3-Gehäuse) vertragen 200°C, viele ICs sollten besser unter 100°C betrieben werden, auch wenn sie z.B. eine Abschaltung für 125°C besitzen. Also Datenblätter studieren. Kühlkörper sind häufig in Gehäusen montiert und die umgebende Luft bewegt sich kaum. Dann kann es sinnvoll sein, z.B. von einer Temperartur der Umgebungsluft von 75°C auszugehen.

Noch überhaupt nicht berücksichtigt ist der Wärmeübergang zwischen Halbleiter und Kühlkörper, da liegt vieles im Dunkeln. Hier spielt es eine Rolle, ob die Oberflächen poliert sind und ob man Wärmeleitpaste benutzt. Der Andruck spielt eine Rolle und ob die Oberflächen verzugfrei plan sind.

Oft müssen die Bauteile isoliert montiert werden (Glimmerscheiben), weil der Kühlkörper mit irgendwas elektrisch leitend verbunden ist (andere Halbleiterbauteile, oder Erdung des Metallgehäuses).

In der Praxis bei Bastlern hat sich bewährt, den K-Wert des Kühlkörpers auf ein Drittel der zur Verfügung stehenden Temperaturdifferenz zu beziehen. Also z.B. 150°C auf 75°C => 25° für den Kühlkörper. Bei 25 Watt Abwärme nimmt man einen Kühlkörper 1 K/W.



Metallkühlkörper die berühert werden können, dürfen nur 70°C heiß werden (Vorschrift).



Ansonsten gibst Du bei Google "Kühlkörper" und "Berechnung" ein oder noch zusätzlich "Fläche" und "Formel". Es sind zumeist PDF-Dokumente; ein Zugang über DSL-Flatrate wäre also von Vorteil:

http://ihs.ee.tu-berlin.de/projektlabor/wechselrichter/referate/Referat_Kuehlkoerper.pdf

http://www.thermoconsult.de/Technik/Physik.pdf



Sehr leistungsfähig sind CPU-Kühlkörper-Lüfterkombinationen. Bei sehr teuren Teilen dürften auch Daten verfügbar sein. Z.B. so 0,4 K/W. Da steht dann aber schon wieder nicht bei, was noch als Wärmewiderstand Kühlkörper-Prozessor dazukommt.

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