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ESG 8.52
Unabhängig davon, ob das SSR mit einer Wärmeableit-
vorrichtung benutzt, oder das Gehäuse durch andere
Mittel gekühlt wird, können die korrekten Betriebsbedin-
gungen durch eine direkte Messung der Basisplatten-
Temperatur bestätigt werden, wenn bestimmte Parame-
ter bekannt sind. Es wird mit derselben Grundgleichung
gearbeitet, nur wird anstelle der Umgebungstemperatur
(TA) die Temperatur der Basisplatte (TC) eingesetzt und
RθCS und RθSA werden gestrichen. Der Temperaturgradi-
ent lautet nun TJ - TC, das ist der Wärmewiderstand
(RθJC), multipliziert mit der Verlustleistung des Über-
gangs (PW). Folglich:
T
J
- T
C
= P (R
θJC
)
Die Beziehungen zwischen den Parametern sind inso-
fern ähnlich, als Lösungen für die maximal zulässige
Gehäusetemperatur, den maximalen Laststrom und den
erforderlichen Wärmewiderstand von Übergang nach
Gehäuse (RθJC) ermittelt werden können. Wenn zwei
Parameter bekannt sind, lässt sich auch hier der Dritte
ermitteln, wie das in den folgenden Beispielen gezeigt
wird (wobei die obigen Werte genutzt werden):
(d) Bestimmen der maximal zulässigen Gehäusetempe-
ratur bei RθJC = 1,3 °C/W und Last = 10 A (12 W):
Um die Gleichung anwenden zu können, müssen
folgende Variablen bekannt sein; die Höchsttemperatur
des Übergangs (im typischen Fall 125 °C) und die
tatsächliche Verlustleistung (z.B. 12 W bei einem 10 A-
SSR), dabei wird ein effektiver (nicht tatsächlicher)
Spannungsabfall von 1,2 V am Ausgangshalbleiter
angenommen. Die Verlustleistung (PWatt) wird durch
Multiplikation des effektiven Spannungsabfalls (EABFALL)
mit dem Laststrom (ILAST) bestimmt.
Wenn man z.B. einen Wärmewiderstand von 1,3 °C/W
zwischen Übergang und Gehäuse annimmt und die oben
gegebenen typischen Werte (RθCS) von 0,1 °C/W in die
Gleichung einsetzt, kann man die Lösungen für die
unbekannten Parameter ermitteln, wie z. B. den maxi-
malen Laststrom, die maximale Betriebstemperatur und
den entsprechenden Wärmewiderstand der Wärmea-
bleitvorrichtung.
Wenn zwei dieser Parameter bekannt sind, lässt sich der
Dritte entsprechend den folgenden Beispielen ermit-
teln:
(a) Bestimmen der maximal zulässigen Umgebungs-
temperatur: Wärmeableitvorrichtung = 1°C/W, Last = 10 A
(12 W), TJ-max. = 100 °C
(b) Bestimmen des erforderlichen Wärmewiderstandes
der Wärmeableitvorrichtung: Maximale Umgebungs-
temperatur = 71,2 °C, Last = 10 A (12 W):
(c) Bestimmen des maximalen Laststroms: Wärme-
ableitvorrichtung = 1 °C/W, Umgebungstemperatur =
71,2 °C:
(e) Bestimmen des maximalen Laststroms bei RθJC = 1,3
°C/W und 84,4 °C Gehäusetemperatur:
(f) Bestimmen des erforderlichen Wärmewiderstands
(RθJC) bei 84,4 °C Gehäusetemperatur und 10 A Last
(12 W):
T
J
- T
C
= P (R
θJC
)
T
J
- T
C
= 12
x
1,3
T
J
- T
C
= 15,6
Daraus
folgt:
T
C
= T
J
- 15,6
T
C
= 100 - 15,6
T
C
= 84,4 °C
12 W
P =
T
J
- T
C
R
θJC
P =
P =
100 - 84,4
1,3
Daraus
folgt:
I
Last
=
P
E
Abfall
I
Last
=
12
1,2
I
Last
= 10 A
R
θJC
=
T
J
- T
C
P
R
θJC
=
100 - 84,4
12
R
θJC
= 1,3 °C/W
T
J
- T
A
= P (R
θJC
+ R
θCS
+ R
θSA
)
T
J
- T
A
= 12 (1,3 + 0,1 + 1,0)
T
J
- T
A
= 28,8
Daraus
folgt:
T
A
= T
J
- 28,8
T
A
= 100 - 28,8
T
A
= 71,2 °C
1 °C/W
R
θSA
=
T
J
- T
A
P
- (R
θJC
+ R
θCS
)
R
θSA
=
100 - 71,2
12
- (1,3 + 0,1)
R
θSA
=
12 W
P =
T
J
- T
A
R
θJC
+ R
θCS
+ R
θSA
P =
P =
100 - 71,2
1,3 + 0,1 + 1,0
I
Last
=
P
E
Abfall
I
Last
=
12
1,2
I
Last
= 10 A
Daraus
folgt: