Anschluss von Leistungshalbleitern - wie soll das gehen ?

[Crazy Harry]

Grad ist mir wieder was eingefallen, was ich schon immer wissen wollte ;)

Es gibt ja genügend Leistungs-FETs im T0220-Gehäuse deren Maximalstrom mit >100A angegeben ist ..... mit den Anschlussdrähten ??? Wie soll das funktionieren ?

[PICture]

Hallo!

Glücklicherweise konnte ich auf die Schnelle ein ännliches Beispiel finden: http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets/150/72963_DS.pdf .

In o.g. Datenblatt wird Impulsstrom mit 500 µs Dauer und weniger als 1 % An-Aus Verhältnis ("duty cycle") zum Messen verwendet. ;)

[Peter(TOO)]

Hallo,

Neben 35µm Cu, sind auch noch 70µm und 105µm Industrie-Standard.
Je nachdem biegt man auch die Beine anders, z.B. auf 5.08mm Raster an Stelle von 2.54mm oder im Dreieck.
Die Bestücker haben für so etwas Biegemaschinen.

Anschlussbeinchen so kurz wie möglich halten.

MfG Peter(TOO)

[Crazy Harry]

Also ich hab mir mal jetzt als Beispiel den IRF3205 angeschaut. Bei dem heißt es: Continuous Source Current 110A, Pulsed Source Current 390A ..... und im "Kleingedruckten": Package limitation current is 75A. Nichtsdesdotrotz glaube ich nicht, daß die Anschlussdrähte des Gehäuses dauerhaft 75A aushalten. Die Platine betrachte ich mal garnicht. ...... und wieso zum Geier kann ich hier keinen Zeilenumbruch machen ?????? Der reagiert nicht auf meine Entertaste :(

[PICture]

Ich weiß auch nicht mehr, als der Hersteller und bisher hatte ich jahrzehnten keine Probleme mit elektronischen Bauteilen gehabt (siehe Auszug vom Datenblatt des IRF3205 im Anhang). :confused:

Übrigens, alle Kalkulationen sind (unechte) Simulationen, die keine Sicherheit garantieren und ich habe mich nie praktisch mit Leistungselektronik beschäftigt.

[White_Fox]

Der Strom für sich allein genommen ist gar nicht so interessant. Wichtig ist, welche Leistung darüber umgesetzt wird, du mußt also den Spannungsabfall ebenfalls betrachten.

Der spezifische Widerstand ρ von Kupfer beträgt 0,017(Ω*m)/mm². Ein Anschlussbeinchen eines TO220-Gehäuses hat den Querschnitt von 0,5mmx0,9mm, das wäre eine Querschnittsfläche von 0,45mm² und ein Widerstand von 0,038Ω/m. Wenn wir dem Beinchen eine Länge von 10mm unterstellen beträgt der absolute Widerstand gerade mal 0,38mΩ. Bei einem Strom von 100A beträgt die Verlustleistung, die letztendlich zur Erwärmung führt, P=R*I² -> 3,8W. Daraus folgt, dass das 10mm lange Beinchen 0,84W/mm² an seine Umgebung abgeben muß. Das klingt schonmal längst nicht mehr so gigantisch wie 100A.

Wenn jemand Lust auch noch mehr Thermodynamik hat kann er ja mal vorrechnen, wie warm dieses Beinchen werden würde, ich hab darauf aber keine Lust mehr. 3,8W sind nun wahrhaftig nicht viel, und wenn man das Beinchen nach Peter(TOO)'s Rat anstatt der 10mm nur 4mm lang lässt, beträgt die abzuführende Leistung nur noch 1,52W. Das sollten die Kupferflächen auf der Platine auch noch bewältigt kriegen. Die müssen zwar auch ihre eigene Verlustwärme abgeben, aber das kannst du ja selber berechnen.

[PICture]

... und die Beinchen wären bei 100A zusätzlich per Kühlkörper des Transistors etwas gekühlt.

[oberallgeier]

... Lust auch noch mehr Thermodynamik ... ich hab darauf aber keine Lust mehr ...Lust? Konvektiver Wärmeübergang in einer nicht näher definierten Umgebung mit behinderter Konvektion durch nicht näher bekannte Störkörper? Hmmmm - da fällt mir nicht wirklich das Wort "Lust" ein - aber was ist das denn nur . . .

Aber es stimmt schon (obwohl ich noch nie 100 A durchgeschickt hatte), die Leitungsabschnitte sind so kurz, das trägt erheblich dazu bei, das Problem eher klein zu halten.

[PsiQ]

Bei Dingern wie dem BTS555 fließt der dicke Strom über das Pad/Metallfahne (rein/raus),
und mehrere parallelgeschaltete Beinchen (raus/rein).
Das ergibt immer noch keine 4mm² überall,
aber reicht mit guter Verlötung der Teile, dass die entstehende Hitze einigermaßen gut von den sonst durchglühenden Beinchen abgeführt wird.
...Und dann sind die Teile wie IRL3803 oder IRF4905 noch bis 175°C rum zugelassen...

http://www.infineon.com/cms/de/product/productType.html?productType=db3a30442ba3f989012bc f898eee271e&

Was macht man gegen glühende Leitungen ? => Dickere Leitung oder bessere Kühlung.
Und wenns nicht stört: Glühbirnen draus bauen, das hat Jahrhunderte keinen gestört...

Inzwischen gibts ja immer mehr kleine FETs die als SMD oder ähnliches möglichst
flächig verlötet werden, mit kleinstem Ri beim schalten. Ist nix für Grobmotoriker wie mich.