Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : 2N3055 Temperaturproblem
Florian.
06.03.2006, 18:27
Hallo,
ich hatte noch eine Labornetzgerätplatine mit dem LM723 und zwei 2N3055 Transistoren. Dafür habe ich jetzt ein Gehäuse gebaut und die beiden Transistoren auf einen Kühlkörper montiert.
Wenn ich an dem regelbaren Ausgang eine Spannung von ca 5V einstelle und einen Strom von 1A fliessen lasse werden die Transistoren richtig heiss. Ein Tropfen Wasser verdampft sofort auf ihnen.
Die Schaltung sollte eigentlich für 0-30V und 0-3A ausgelegt sein, aber ich traue mich nicht einen Strom von 3A fliessen zu lassen wenn ich bei 1A schon Temperaturen von jenseits der 100°C erreiche.
Der Wärmeübergang zum Kühlkörper ist aufgrund der Glimmerscheiben natürlich auch nicht optimal.
Meine Frage nun:
Ist diese Temperatur bei dem 2N3055 bei genanntem Strom normal oder stimmt irgendetwas nicht?
Im Datenblatt finde ich unter "Operation and Storage Junction Temperature Range" einen Bereich von 0-200°C. Heisst das, dass der Transistor bis zu 200°C arbeitet ohne einen Schaden davonzutragen?
mfg
Florian.
Madgyver
06.03.2006, 18:41
Theoretisch tut er bis zu der maximalen Temperatur arbeiten, allerdings schlechter als bei Zimmertemperatur.
Was ist das für ne Schaltung? Hast du vielleicht ne Skizze?
Sonst kann man schlecht sagen was da falsch läuft.
BASTIUniversal
06.03.2006, 19:09
Wenn auf dem Kühlkörper keine anderen Teile drauf sind kannst du die Glimmerscheibe auch weglassen. Dann kannst du ggf. auch Wärmeleitpaste verwenden.
...Wenn ich an dem regelbaren Ausgang eine Spannung von ca 5V einstelle und einen Strom von 1A fliessen lasse werden die Transistoren richtig heiss. ...
Wie hoch ist Spannung am Eingang von deinem Netzteil?
Wenn da 40V anliegen und nur 5V am Ausgang sind , das wären bei 1A Last schon mal 35W an Verlustleistung.
Und zwei 2N3055 an einem Kühler - wie sind die beiden geschaltet? Beide Isoliert vom Kühlkörper?
Sind in dem Gehäuse auch genung Lüftungslöcher?
Die 200°C ist doch Slilicium Temperatur nicht Gehäuse - oder Täusch ich mich?
Artur
Wenn ich an dem regelbaren Ausgang eine Spannung von ca 5V einstelle und einen Strom von 1A fliessen lasse werden die Transistoren richtig heiss. Ein Tropfen Wasser verdampft sofort auf ihnen.
Interessant sind die Verlustleistung, Spannungsabfall am Transistor mal Strom. (die Frage haben wir auch schon)
Wie ist es mit dem Kühlkörper ist der auch heiß?
Manfred
Florian.
06.03.2006, 19:29
Hallo,
Schaltplan ist momentan schwierig, aber vielleicht kann ich noch einen auftreiben. Ich könnte mir aber gut vorstellen, dass es sich um eine "Standardschaltung" mit dem LM723 handelt. Ein Foto des ganzen wäre allerdings kein Problem.
Die Eingangsspannung ist 32VAC. Wird dann auf der genannten Platine gleichgerichtet.
Zu den Glimmerscheiben: Wenn ich diese weglasse habe ich doch die komplette Kollektorspannung auf dem gesamten Kühlkörper und somit auch auf dem Gehäuse mit dem auch der Schutzleiter verbunden ist. Spielt das keine Rolle? Ich weiss nicht ob diese Kollektorspannung den geregelten 0-30V entspricht.
Der Kühlkörper befindet sich auf der Rückseite ausserhalb des Gehäuses (zwangsweise elektrisch leitend verbunden). Belüftung sollte somit eigentlich kein Thema sein.
mfg
Florian.
edit @ Manf: Der Kühlkörper ist vergleichsweise ein riesen Teil. Er wird zwar schon warm, aber bei weitem nicht so heiss wie die Transistoren. Liegt hauptsächlich an der besonders tollen Wärmeleitfähigkeit der Glimmerscheiben.
Der thermische Kontakt zum Kühlkörper ist ein kritischer Punkt. Bei Labor-Netzteilen komm es oft vor dass der größte Anteil der Leistung in Wärme umgesetzt wird. Beim Kühlkörper ist auf eine besondes glatte Fläche zu achten die ganz fein (nicht zu dick) mit Wärmeleitpaste eingestrichen ist.
Manfred
Florian.
06.03.2006, 20:19
Das Gehäuses des 2N3055 ist ja der Kollektor. Siehst du ein Problem wenn dieser Kollektor mit dem Kühlkörper, Gehäuse und somit auch PE von der Zuleitung verbunden ist?
mfg
Florian
kalledom
06.03.2006, 20:56
Die Eingangsspannung ist 32VAC. Das ergibt eine Gleichspannung von ca. 44V.
Wenn 5V rauskommen, entsteht bei 1A an den Transistoren 44V - 5V = 39V * 1A = 39W Verlust als Wärme.
Zu den Glimmerscheiben: Wenn ich diese weglasse habe ich doch die komplette Kollektorspannung auf dem gesamten Kühlkörper und somit auch auf dem Gehäuse mit dem auch der Schutzleiter verbunden ist. Spielt das keine Rolle? Doch, die Schutzmaßnahme Schutztrennung ist hinfällig.
Du mußt auf beiden Seiten der Glimmerscheibe hauchdünn Wärmeleitpaste auftragen. Der Kühlkörper muß ziemlich groß sein.
Schau Dir dieses PDF-Dokument (http://www.fischerelektronik.de/fischer/uploadfischerfcool/Fischer/A.1.1.pdf) an.
Die Schaltung sollte eigentlich für 0-30V und 0-3A ausgelegt sein, aber ich traue mich nicht einen Strom von 3A fliessen zu lassen wenn ich bei 1A schon Temperaturen von jenseits der 100°C erreiche.
Das egibt eine maximale Verlustleistung von 136 Watt.
Bei solchen Leistungen würde ich eine aktive Kühlung mittels Lüfter vorschlagen.
Der Wärmeübergang zum Kühlkörper ist aufgrund der Glimmerscheiben natürlich auch nicht optimal.
Zwingend Wärmeleitpaste verwenden und beim Kühlkörpermaterial auf gute Wärmewegleitung achten. Da gibt es ganz gewaltige Unterschiede.
Infos unter http://www.elinter.ch
Der thermische Kontakt zum Kühlkörper ist ein kritischer Punkt. Bei Labor-Netzteilen komm es oft vor dass der größte Anteil der Leistung in Wärme umgesetzt wird. Beim Kühlkörper ist auf eine besondes glatte Fläche zu achten die ganz fein (nicht zu dick) mit Wärmeleitpaste eingestrichen ist.
Manfred
Florian.
06.03.2006, 22:13
Danke für Eure Antworten. Jetzt weiss ich schonmal, dass die Schaltung höchstwahrscheinlich in Ordnung ist und ich mit solchen Verlustleistungen rechnen muss.
Ich werde dann noch versuchen den Wärmeübergang zu optimieren.
mfg
Florian.
Beim Kühlkörper ist auf eine besondes glatte Fläche zu achten die ganz fein
ganz feine Krazer wie sie vom Schleifen herrühren stören aber nicht. Die Wärmeleitpaste hat nähmlich die Aufgabe kleinste Unebenheiten auszugleichen.
Enorm wichtig ist dagegen eine schnelle Wärmeverteilung im Kühlkörper, so dass es zu keinen Wärmestau an der Ubergangsfläche Transistor/Kühlkörper kommt.
Robotronix
07.03.2006, 09:45
bei meinem Netzteil wird die DC-Eingangsspannung der gewählten Ausgangsspannung in 2 Stufen angepaßt (Wicklungsumschaltung mit Relais).
Ich habe aber auch schon rein elektronische Prinzipien gesehen (Thyristor im Brückengleichrichter), die eine sinnlos hohe Spannungsdifferenz über den Regeltransistoren verhindern.
Florian.
07.03.2006, 12:43
Hallo,
ich konnte nun doch noch die Dokumentation zu der Schaltung auftreiben, allerdings in schlechter Qualität. Siehe Anhang an diesen Beitrag.
@Robotronix: Das ist sicherlich keine schlechte Idee. Darüber werde ich nachdenken.
mfg
Florian
JungerSpund
07.03.2006, 12:55
Ein feines digitales Netzgerät zum selber bauen
Bauanleitung: http://www.zotteljedi.de/hardware/spannungsquelle/index.xhtml
http://www.zotteljedi.de/hardware/spannungsquelle/front.jpg
http://www.zotteljedi.de/hardware/spannungsquelle/aufgeklappt.jpg
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