Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
Ist das Blech schwarz lackiert, so verringert sich der R th
wegen der besseren Wärmeabstrahlung
um etwa 15%.
Zu dem R th(s-a)
des Kühlblechs sind für die Ermittlung der zulässigen Verlustleistung P der R th(c-s)
zwischen Bauelement und Kühlblech und der innere R th(j-c)
des Bauelements zu addieren. Dann gilt
Tvj
Ta
P
R R R
th( jc)
th(cs)
th(sa)
T vj
ist die höchstzulässige Ersatzsperrschichttemperatur,
T a
die höchste zu erwartende Temperatur der dem Kühlblech zuströmenden Luft.
Dabei ist vorausgesetzt, dass auf dem Kühlblech nicht noch weitere Wärme erzeugende Bauelemente
befestigt sind (andernfalls sind deren Verlustleistungen in P einzubeziehen) und dass das
Kühlblech nicht durch Wärmestrahlung benachbarter Wärmequellen zusätzlich erwärmt wird.
100
100
0,5mm
Cu
Al
Fe
2mm
Cu
Al
Fe
R th(s-a) [K/W]
10
R th(s-a) [K/W]
10
1
0 100 200 300 400 500
A [cm²]
1
0 100 200 300 400 500
A [cm²]
a) b)
Bild 4.2.1 R th(s-a)
für quadratisch blanke Kühlbleche aus Stahl (Fe), Aluminium (Al) und Kupfer (Cu) in Abhängigkeit
der Fläche A für 0,5 mm Blechdicke (a) und 2 mm Blechdicke (b) bei ungehindertem
Luftstrom an der Oberfläche und ca. 40 K Temperaturdifferenz DT (s-a)
R th(s-a)_rect /R th(s-a)_quad
6
5
4
3
2
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
a/b
a) b)
b
a
R th(s-a) /R th(s-a)_5K
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0 20 40 60 80 100
' T (s-a) [K]
Bild 4.2.2 a) Relative Änderung des R th(s-a)
für nicht quadratische Kühlbleche (r) in Abhängigkeit des Seitenlängenverhältnisses
a/b; b) Relative Änderung des R th(s-a)
eines Kühlblechs als Funktion der
Temperaturdifferenz zwischen Kühlblech (T s
) und der zuströmenden Luft (T a
) bezogen auf einen
Wert bei T s
– T a
= 5 K
Bild 4.2.2b zeigt den Einfluss der Temperaturdifferenz Kühlblech-Luft auf den R th
des Kühlblechs.
Mit zunehmender Temperaturdifferenz wird die Wärmeabgabe des Kühlblechs an die Luft intensiver,
das heißt, der thermische Widerstand des Kühlblechs R th(s-a)
wird geringer.
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