Resistencia térmica de caja a fregadero TO-220

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Estoy utilizando un transistor de potencia KSC1173 TO-220 en un diseño, y necesito calcular la temperatura de la carcasa para la disipación de potencia promedio máxima, para ver si la disipación de potencia cae bajo la curva de reducción de temperatura en la hoja de datos para un Disipador de calor particular. Desafortunadamente, no estoy seguro de cuál es la resistencia térmica de un paquete TO-220 de caso a hundimiento; no está listado en la hoja de datos. Supongo que variará algo con el tipo de disipador de calor y el montaje utilizado, pero ¿alguien tiene una figura de estadio?

    
pregunta Bitrex

3 respuestas

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La resistencia térmica total de la unión al aire es

Rja = Rjc + Rcs + Rsa.

Donde: a = aire, j = cruce, c = estuche, s = (calor) disipador Rjc & Rsa son razonablemente fijados por las opciones de componentes. Rcs es algo más variable - ver más abajo.

Si su hoja de datos no proporciona una unión a la resistencia térmica de la caja (generalmente Rjc o similar) *, entonces cambie de fabricante: este es uno de los parámetros térmicos más fundamentales y TODOS los fabricantes "que valgan la pena" lo suministrarán. Puede buscar un puñado de paquetes TO220 para tener una idea.

Su comentario sobre la variación con el disipador sugiere que realmente no entiende el tema. Se recomendaría encontrar uno de los muchos buenos tutoriales en la red.

Las resistencias térmicas son como la resistencia eléctrica: se pueden agregar en serie. El calor fluye de la unión a la caja exterior, de la caja al fregadero (arandela de cia y pasta térmica, y del disipador de calor al aire. Así obtendrá 

      Rthermal = Rjc + Rcs + Rsa

      Trise jc = Rjc x Watts etc

      Trise = Tjc + Tcs + Tsa

vea el párrafo anterior para los significados.

  • Rjc está especificado por el fabricante del dispositivo.

  • Los rcs se establecen mediante el material de la arandela térmica, el compuesto del disipador de calor, la presión de montaje, etc. Debería ser un contribuyente menor.

  • Rsa se establece por diseño y tamaño del disipador térmico, flujo de aire, etc.

Subida de temperatura = Rja x Watts.

Busque, por ejemplo, www.digikey.com para TO220 y observe algunas calificaciones de Tjc.

Esta hoja de datos

enlace

proporciona un número inusualmente alto de clasificaciones Rjc y Rja para varias versiones de paquetes de la misma parte y es un buen punto de partida. Para el paquete TO220, Rjc es 2 C / W.

Rja aquí es de aproximadamente 30 a 60 C / W pero los disipadores de calor son "débiles". Los disipadores grandes con ventiladores pueden estar alrededor de 1 C / W, y mucho menos con mucho cuidado.

Un TO220 bien controlado puede manejar Tja = 10C / W sin demasiado esfuerzo. Pero puede ser mucho peor sin el debido esfuerzo.

respondido por el Russell McMahon
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No siempre encontrará un número para la resistencia térmica de la caja al fregadero, ya que depende de cómo esté montado (tornillo, clip) y de la cantidad de pasta conductora de calor que está utilizando.
En mi respuesta a esta pregunta (¡con fecha de ayer!) Le explico que el caso La resistencia térmica del disipador térmico es mucho menor que la resistencia térmica del disipador térmico al ambiente, porque la primera es la conducción y la segunda convección. Para darle una idea, para este MOSFET , sobre la cual se trató la pregunta mencionada anteriormente:

  

empalme a caja (conducido): 0,4 K / W
  caso a ambiente (convectado): 62.5 K / W
caso a disipador térmico (conducido): 0.5 K / W

    
respondido por el stevenvh
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TO-220 La resistencia térmica del disipador térmico se analiza en estas dos notas de aplicación: Fairchild : Guía de montaje del disipador de calor AN-4166 y Semiconductores de Philips: instrucciones de montaje

El primero ofrece una serie de valores de caja de conexiones para diferentes opciones de montaje y diferentes pares de montaje con diferentes paquetes: también menciona la resistencia térmica de algunos "materiales de interfaz convencionales" en el rango de 0.10-0.45 K / W por pulgada -squared

El segundo (de 1996) proporciona estos valores "típicos":

  • con grasa térmica 0.3-0.5 K / W
  • sin grasa térmica 1.4 K / W
  • con aislador de mica 2.2 K / W
  • con aislante de alúmina 0.8 K / W
  • con mica de alto voltaje 3.0-4.5 K / W
  • con mica HV y grasa 1.4-1.6 K / W

Para los materiales modernos de fase / cambio, probablemente la primera parada sería mirar al proveedor.

    
respondido por el david

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