KDčka na chladiči - výpočet potřebného Rth chladiče

[Hazys]

Zdravím.
Mám takový problém s návrhem chladiče. Prý pseudomesiášsky dřístám a vycházím z píčovin. Asi sem opravdu imbecilní kretén.
Můžete mi někdo pro nezávislou kontrolu provést výpočet Rth chladiče, který bych měl použít pro následující aplikaci?

Mám dvě KD503ky na chladiči, dohromady topí 150W (každý z nich tedy 75W). Tranzistory jsou na slídových podložkách s Rth 0,3K/W, a na nedokonalou rovinnost povrchu a teplovodivou pastu počítáme s Rth 0,1K/W. Jaký Rth chladiče musí být, aby se to spolehlivě uchladilo?

Zn: Okolní teplotu berte třeba 30°C.

Já se domnívám, že to spočítat umím, velmi dobře, ale výsledek mám a sem psát nebudu, abych tím neovlivnil vaše nezávislé výpočty. Předem dík za pomoc.

//Nebo sem mám do spoileru doplnit můj "vzorový" výpočet ke zkontrolování, abyste to nemuseli vymýšlet?

[Digiting]

Nejprve si musím stanovit moje maximální přípustné oteplení chladiče, resp. čipu, jež bych jen těžko uvažoval 150 °C. Spíše max. 100 °C.
Obecně je rozdíl teplot roven disipaci (W) krát suma všech Rth.
Do sumy všech Rth musím započítat všechny dílčí tepelné odpory a provozovat chladič nejhůře v režimu, pro nějž je tepelný odpor udáván.
Hledaný nejnepříznivější tepelný odpor chladiče bude roven: Delta teplot lomeno disipace, to celé minus všechny zbývající tepelné odpory z oné sumy. V konkrétním případě (100 °C - 30 °C)/75 W minus zbytek všech Rth.
Páleno trochu od boku a neznám vniřní tepelný odpor KD503.

[Hazys]

Jsem rád že tvoje metoda dává přesně stejné číslo. Ale přesto já budu zas označen jakýmsi imbecilním kreténem za pseudomesiášského dřístala.

Abych uvedl do děje: Cituji autora: "Regulovatelný zdroj 1 - 18V, proud max 15A, zvládne i 20A při poklesu cca 0,7V."
Já, jakožto už trochu zkušený na to říkám, že leda velký voči. Autora konstrukce a katastrofální provedení nechme být, každý nějak začínal. Problém nastal v momentě, kdy jsem se pokusil autorovi naznačit, co je tam všechno špatně, a uváděl jsem poměrně konkrétní případy. Načeš se do mě pustil jistý natvrdlý imbecil, a doteĎ se s ním hádám, že dvě KD503ky takto provozovat skutečně NELZE, a že na dvou 503kách topit 75W nejde, ani se sebevětším chladičem, protože vychází naprosto nepřípustné hodnoty Tj.

Kód:

http://www.2i.cz/8b4594be6d , http://www.2i.cz/a967b69c4f , http://www.2i.cz/b876a78d5e

Pokud je mě známo, provozní Tj (teplota přechodu) by neměla být větší než 110°C (průmysl), ve výjmečných případech 120°C, bude-li zaručeno, že to nebude nikdy více.
Rthjc KD503 je hned v první tabulce katalogu, 0,87K/W. Daný imbecil se do krve hádá, že vycházím z píčovin, a je to tak 0,3K/W (protože to spočítal z tepelné vodivosti Cu heatspreaderu pod čipem).
Dále patrně nechápe souvislost mezi Ptot, Rthjc a Tjmax, respektive Rthjc = (Tjmax - 25°C) / Ptot.
Dva tranzistory na chladiči, oba na slídě. Rthjc=0,87, slída 0,3 a pasta a nedokonalosti 0,1. V APP Note ON Semi se dočteme, že "3mi mica lubed" má 0,36K/W, tudíž máme dost korektní číslo. 0,87K/W KDčka je taky poněkud jasně dáta, ať už přímo tabulkou, grafem thermal derating, nebo se prostě přesvědšíme, že (155-25)/150 je skutečně 0,87.
Z čipu tranzistoru na chladič máme tedy 0,87+0,36 = 1,2K/W. 75W vyzářeného výkonu na čipu dělá teplotní spád 75*1,2=90°C Pokud máme na čipu udržet 110°C, musí být teplota chladiče pod 110-90=20°C. Už tady je jasně vidět, jaká je těch 75W kravina. Při 30°C okolí nám už vyjde záporný odpor chladiče.
Pokud to vezmem jako on, že Tj provozní může být 155°C jako by se nechumelilo, vyjde Tchladiče 155 mínus spád"čip-slída-chladič", tedy 155-75*1,2=65°C. Tchl je tedy 65°C a přichází nám do něj 75W ze dvou cest, tedy 150W celkem. Tamb = 30, dt=65-30=35K, Rchl=dt/P=35/150=0,23K/W.

Když jsem se mu to snažil vysvětlit, počítal jsem s Tamb 40, což pro parné letní dny nebo kruté zimy s rozpáleným radiátorem ústředního topení za stolem, je docela na místě.


A takto vypadá chladič, s Rth (podotýkám, že změřeným) 0,09K/W za pomoci velmi výkonného ventilátoru NIDEC BETA (220m^3/h): http://i43.tinypic.com/rhqw3t.jpg (Pasivně má 0,8K/W). Takto pak vypadá chladič s 0,18K/W.
Nechápu, kde se v tom člověku bere tolik drzosti se hádat o tak zjevné blbosti, že ten kus eloxu s plechovou škatulí má nějakou šanci uchladit 150W, byť s nějakým větráčkem (který tam momentálěn stejně není).

[reeb]

Výrobci sice uvádějí teplotu přechodu až 120° ale kecají, součástka odchází, nevěřit jim.
Hádat se nemá smysl, někteří lidé nechtějí znát pravdu, chtějí mít pravdu..

[Digiting]

Mýlka bývá často v zákopu, ale majestátem rétora bude odtud těžko cloumat. Prakticky vše, co dnes říkají výrobci, si dělím životnostními dvěma a více, podle aplikace a režimu provozu.

[microlan]

Ty výpočty máš samozřejmě v pořádku, ale pokud bude mít nastaveno třeba 5V na výstupu a zatíží to 15A tak bude mít na každém KDčku přes 100W

[Hazys]

To bude víc než 100w na kdecko. Cvičně sem si spočítal, že i kdyby ta filtrace co tam má měla 2x5G (což podle mě ani to ne), tak by na ní muselo být naprázdno tak 35V, aby zdroj mohl spolehlivě stabilizovat 18V při odběru 15A. Ztrátový výkon při nižším napětí výstupu zdroje a plném zatížení pak vychází slušně enormní! Z čehož plyne jediné, že lineární zdroj pro 15A se takhle postavit nedá, musí se na to buď v G nebo H.