Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
Bild 4.2.3 R th(s-a)
der Kupferkaschierung einer Leiterplatte von 1,5 mm Stärke, einseitig kaschiert, Schichtdicke
35 µm und 70 µm, als Funktion der Fläche A, Einbaulage beliebig, jedoch muss sich ein
ungehinderter Kühlluftstrom an der ganzen Oberfläche entlang ausbilden können.
Eine Sonderform eines Kühlblechs ist die Kupferkaschierung einer Leiterplatte. Bei großflächiger
Ausbildung und ausreichender Schichtstärke kann sie erheblich zur Wärmeabfuhr beitragen.
Bild 4.2.3 zeigt den thermischen Widerstand einer Kupferkaschierung als Funktion der Fläche,
wieder bei annähernd quadratischer Form und geringer Temperaturdifferenz zur Luft. Dies alles gilt
für natürliche Konvektion der Kühlluft. Durch Verwendung eines Lüfters lässt sich die Kühlwirkung
erheblich steigern. Allerdings kann man hierfür wegen der zahlreichen unbekannten Einflüsse keine
Kurvenblätter angeben. Zuverlässige Auskunft über den Wärmewiderstand eines bestimmten
Kühlblechs bei verstärkter Luftkühlung können nur Messungen an einem praktisch ausgeführten
Gerät liefern.
Die Kurven von Bild 4.2.1 bis Bild 4.2.3 gelten unter der Voraussetzung, dass die Auflagefläche
des Bauelements relativ klein (nahezu punktförmig) im Vergleich zur Größe des Kühlblechs ist.
Nun haben aber viele Bauelemente verhältnismäßig große Auflageflächen. Vorausgesetzt, dass
durch Verwendung von Wärmeleitpaste bei der Montage ein gleichmäßiger Wärmeübergang auf
das Kühlblech sichergestellt wird, ergibt sich dadurch nicht nur ein geringer thermischer Übergangswiderstand
R th(c-s)
, sondern auch ein geringerer R th
des Kühlblechs, vor allem bei relativ
dünnen Blechen, die eine geringe Wärmeleitfähigkeit zu den äußeren Rändern hin haben. Durch
die große Auflagefläche werden nämlich die äußeren Ränder des Bleches besser in die Wärmeabgabe
einbezogen. Diesen Einfluss zeigt Bild 4.2.4.
Bild 4.2.4 R th(s-a)
von Kühlblechen der angegebenen Maße (in mm) aus Stahl (Fe) und Aluminium (Al) als
Funktionen der Auflagefläche A c
des wärmeabgebenden Bauelements bei geringer Temperaturdifferenz
Kühlblech – Luft. Es muss sich ein ungehinderter Kühlluftstrom an der ganzen Oberfläche
entlang ausbilden können.
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