Kühlwinkel

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wiesonich
Stammgast
#1 erstellt: 04. Dez 2004, 21:17
Hallöchen,

können Halbleiter auch mit Hilfe eines Kühlwinkels, wie die auf dem Bild unten, an den eigentlichen Rippenkühlkörper montiert werden?



Oder verschlechtert so ein Winkel die Kühlleistung des eigentlichen Rippenkühlkörpers merklich?

In meinem Verstärker sollen die Halbleiter vom Typ TDA7293 ohne Platine also direkt verdrahtet werden. Da ist die Montage über so einen Winkel verdrahtungstechnisch einfach vorteilhafter, weil die Anschlüsse dann vom eigentlichen Rippenkühlkörper wegzeigen. Natürlich darf dieser verdrahtungstechnische Vorteil nicht durch einen eventuell gravierenden wärmetechnischen Nachteil erkauft werden.

Was meint ihr? Geht das mit dem Winkel?

Gruß
wiesonich
georgy
Inventar
#2 erstellt: 04. Dez 2004, 21:24
Ich würde die Schaltung nicht freifliegend verdrahten sondern eine Platine nehmen.
Wenn du einen Aluwinkel nimmst verschlechtert sich der Kühleffekt.
Der Winkel muß eine gute Wärmeleitfähigkeit haben, bei Conrad wirst du was passendes finden.
wiesonich
Stammgast
#3 erstellt: 04. Dez 2004, 21:41
Hallo georgy,

doch doch, der TDA wird frei frei verdrahtet, weil ich unbestückte Platinen (3 TDAs parallel) nicht gefunden habe. Nur fertig bestückte - von denen ich zumindest die Gegenkopplungswiderstände und Koppelkondensatoren wieder hätte rausreißen und andere reinpulen müssen. Das wäre ebenso viel Arbeit geworden, nur teurer.

Leerplatinen für drei parallel habe ich wie gesagt nicht gefunden.

Die Rippenkühlkörper sind schon bestellt (Die SK-93 von Schuro). Kann man sagen, wie stark so ein Winkel die Kühlleistung der Rippe einschränkt, oder wie die Kühlleistung des Winkels in die Berechnung der Gesamtkühlstrecke eingeht?

Gruß
wiesonich
Dj_Ninja
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 05. Dez 2004, 00:46
also in vielen fällen ist die montage auf kühlwinkeln üblich, dieser muß aber eine beachtliche dicke haben, um die wärme ableiten zu können. der kühleffekt verschlechtert sich natürlich durch den recht schmalen winkel und den zusätzlichen wärmeübergang. das muß dann durch eine geringere sichere maximaltemperatur des kühlkörpers ausgeglichen werden - bei PA-endstufen durch lüfter oder bei heimgeräten durch einen größeren kühlkörper.
wiesonich
Stammgast
#5 erstellt: 05. Dez 2004, 01:41
Hmmm,

sind 5mm schon beachtlich genug? Die habe ich jetzt schon nachbestellt.

Die Halbleiter selbst werden mit Kaptonscheiben angepappt (Kaptonscheiben sollen bei <0,1K/W liegen), und der Winkel soll mit Leitpaste direkt an die Rippe geschraubt werden. Ich weiß jetzt nicht, welchen Wärmewiderstand eine reine Leitpastenverbindung aufweist, aber der müsste ebenfalls gering sein, und wenn dem so ist - zählt der Winkel dann nicht quasi zur Rippe, so dass nur die Wärmewiderstände zwischen Halbleiter und Winkel (aus Kapton) sowie Winkel und Rippe (aus Leitpaste) wirken?

So gesehen käme ja nur der Wärmewiderstand zwischen Winkel und Rippe hinzu, der aus Leitpaste, und der ist gering.

Ist das ein Trugschluss?
Dj_Ninja
Hat sich gelöscht
#6 erstellt: 06. Dez 2004, 22:33
einfach versuchen... finger auf den transistor (achtung, nur das plaste berühren oder wenn nicht möglich vorher abschalten - spannung !!) und leistung drauf. wenn du dir am transistor die finger verbrennst obwohl der kühlkörper noch kalt ist, ist das mist.
zucker
Inventar
#7 erstellt: 07. Dez 2004, 08:55
Hallo,

die Winkel werden sicherlich von Fischer Elektronik sein. Diese Winkel gibt es auch bei Conrad zu kaufen.
Für je 2 TO3 an je einen Kühlwinkel (Conrad Nr. 188000 - Fischer Nr. WP 4030 - 100mm Länge) 40mm x 30mm x 5mm x 90mm, diese wiederum an einen gemeinsamen SK 199 (50mm) hab ich diverse Kühlprobleme gehabt, so daß die Versorgungsspannung auf 2 x 56V (RKT 240) herabgesetzt werden mußte.
Eine Ptot pro End-T von ca. 40W, also 160W am ganzen Kühler, sind das Ende der Fahnenstange gewesen. Dabei steigt die Außengehäusetemp. der TO3 auf 100°C



Diese Oberflächenthermometer gibt es auch bei Conrad und sind ganz hilfreich.
Über die TDA kann ich nichts schreiben.

In meinem Bild sind die TO3 mit Glimmer isoliert. Der Übergangswiderstand soll um die 0,4K/W betragen, der Wärmewiderstand für diese Winkel mit 100mm Länge ist, laut Fischer, mit 3,7K/W angegeben.
Durch die TO3 ging es aber nicht dirket an den Kühler. Das sollte aber bei den TDA kein Problem sein. Du solltest versuchen, die Winkel nicht zu benutzen und die TDA direkt auf den Kühler aufzuschrauben.
Der SK 93 ist im Wärmeverhalten besser als der SK199 (hier im Bild). Der 93 hat schon bei 75mm Höhe nur 0,4K/W.

Eine Verlustleistungs- und Wärmeableitungsberechnung wären sicherlich angebracht.

viele Grüße
wiesonich
Stammgast
#8 erstellt: 07. Dez 2004, 23:07
Zum Glück sind die Winkel recht preiswert - macht also nix, falls nun der Kauf für die Katz war. Drauf angewiesen ist man für die Montage der TDAs ja nicht - die Verdrahtung wäre nur etwas einfacher gewesen.

Mal was anderes: Wie bohrt man am Besten ein Gewinde in ein Sackloch?

Die Rippenkühlkörper meines Verstärkers werden nicht im Innern des Verstärkers sitzen wie auf dem Foto, sonder die Seitenwände bilden - da will ich nicht von innen durchbohren. Gibt´s da spezielle Gewindebohrer für? Wie bohrt ihr die Gewinde?
Ultraschall
Inventar
#9 erstellt: 07. Dez 2004, 23:47
Mal ein anderer Vorschlag.
Transistoren im TO-247 Gehäuse (und andere Plastiktransis) kann man schön auf die Leiterplatte löten und mit der Kühlfläche schön (ohne Winkel) am Kühlkörper befestigen.
Spart Geld, Gewicht, Aufwand.
Also möglichst aus Datenbücher geeignete Vergleichstypen oder bessere als die Originalen (im TO-3 Gehäuse) heraussuchen und Leiterplatte damit entwerfen.
Bzw. beim Bausatzkauf auf Bausätze mit TO-3 verzichten. Die Gehäuseform ist nun wirklich uralt (nur Montageprobleme!)und TO-247 und 247A bringen heute meistens den gleichen Wärmeübergang.

Und zu den frei verdrahteten TDA's: reichlich riskant, wegen Kurzschluss und so, aber es raucht ja bei Dir zu Hause. Also mache es ruhig.

Nur warum schraubst Du die TDA's nicht direkt an den großen Kühlkörper ran und biegst die Beine einfach etwas weg?

GUTES KANN SO EINFACH SEIN !!!

Aber manchmal sieht man eben den Wald vor Bäumen nicht.


[Beitrag von Ultraschall am 07. Dez 2004, 23:48 bearbeitet]
detegg
Inventar
#10 erstellt: 08. Dez 2004, 01:06
Gewinde schneiden in Sackloch:

etwas kleiner vorbohren (abhängig vom Durchmesser), 3-fach Gewindeschneider mit Schneideisen der gewünschten Größe - Schneidöl ist bei Alu nicht nötig.

Gruß Detlef
wiesonich
Stammgast
#11 erstellt: 08. Dez 2004, 02:49
@Ultraschall:
Den TDAs werde ich die Hammelbeine schon langziehen! Durch die Winkelmontage hätte man aber noch einen um etwa 90° größeren Biege-Radius zur Verfügung, was von Vorteil wäre, weil es wirklich eng wird mit der Freiverdrahtung - da hast du natürlich Recht. Aber Fertigmodule mit drei TDAs parallel sind mir mit kanpp 100 Euronen zu teuer für diese Popelschaltung (ich brauche ich derer Module sechs...), und Platinen extra ätzen lassen - da wüsste ich gar niemanden, der sowas günstig annbietet. Hab´ zwar schon ein bisschen gegoogelt aber nichts Günstiges gefunden.

@detegg:
Guter Tipp mit dem Weglassen von Öl bei Alu (hätte ich glatt mit rumgekleckert). Die Gewindebohrer, die ich bisher gesehen habe, sind eher für Durchbohrungen geeignet als für Sacklöcher, weil sie erst nach einigen paar Millimetern ihre eigentlichen Schneidradius aufweisen, also an der Spitze eine Art stumpfe Führung haben, damit man einen besseren Schneidansatz finden kann, ohne die Bohrung gleich zu verhunzen. (Funktioniert wirklich gut.) Nur beim Sackloch ist das Ende der Bohrung halt schon erreicht, bovor der Gewindebohrer richtig greift. Deshalb wundere ich mich, ob es vielleicht spezielle Gewindebohrer für Sacklöcher gibt, mit etwas kürzerer Führung, die früher greifen. Der Rippenkühlkörper (SK93) hat ja nur eine Rückenstärke von zehn Millimetern. Tiefer als sechs oder sieben Millimeter lässt sich da wohl nicht bohren. Und mit Glück komme ich dann auf drei bis vier Millimeter Gewinde...
detegg
Inventar
#12 erstellt: 08. Dez 2004, 02:59
@wiesonich

Recht hast Du, mit den normalen Gewindeschneidern kommst Du nicht weiter rein - vielleicht hilft ja noch ein mechanical-freak weiter ...
tede
Inventar
#13 erstellt: 09. Dez 2004, 01:03
Hi wisonich

Das Öl beim Gewindeschneiden würd ich nicht weglassen, sonst fressen sich die Späne beim Gewindeschneiden bald fest.

zum Sacklochgewindeschneiden hab ich einen gewindebohrer mit rechtsdrall, der die Späne nach aussen befördert, bei dem hab ich noch die Spitze abgeschliffen, so dass er fast bis zum boden des sackloch ein gewinde schneidet.


Ein Layout für ne platine mit 2 tda's kannst du von meiner homepage laden, siehe im forum elektronik-selbstbauprojekte.
wenn du interresse an den platinen hast, post mir.


grüße tede
wiesonich
Stammgast
#14 erstellt: 09. Dez 2004, 01:31
Hallo tede,

kann man einen Gewindebohrer einfach abschleifen? Ich dachte, die seien von besonderer Härte (härter als übliche Stahlbohrer), und eine Schleifscheibe könnte eventuell Schaden nehmen (Riefenbildung oder Ähnliches).

Wenn Platinen, dann für drei TDAs parallel. Hast du solche Platinen auch? Müssten aber fertige Leerplatinen nach Hersteller-Applikation (ST) sein. Ich schau mal auf deine HP.

Gruß
wiesonich
wiesonich
Stammgast
#15 erstellt: 09. Dez 2004, 01:36
...hab´ gerade in dein Profil geschaut - da hätte ich jetzt ein Link zu deiner homepage erwaret. Ist nix da. Oder ich bin blind. Wie lautet denn deine homepage?
tede
Inventar
#16 erstellt: 09. Dez 2004, 09:38
Hi wisonich

die Leiterplatte ist für 1 oder 2 TDA's ausgelegt
der link ist http://home.s-planet.de/t.dauner/7293/

Leiterplatten für 3 TDA's bekommst du bei: //www.quekky.com/PI7293.quekky

Im Datenblatt steht zwar dass man mehrere paralellschalten kann, aber eine Applikation für mehr als 2(Schaltung und Layout) giebts dazu nicht.

Gewindebohrer sind schon aus recht hartem stahl, wenn du den beim abschleifen nicht auf einer Stelle hältst, sondern auf der Schleifscheibe leicht hin und her bewegst dann giebts auch keine Riefen in die Scheibe. Du darfst auch nur die Spitze bis zu dem ersten Gewindegang wegmachen.


Grüße tede


[Beitrag von tede am 09. Dez 2004, 17:09 bearbeitet]
wiesonich
Stammgast
#17 erstellt: 10. Dez 2004, 00:02
Hi tede,

interessantes Platinen-Layout von quekky. Die Schaltung ist zwar anders als die Original-Applikation, aber interessant. Und 75 Dollar für zwei dieser Leerplatinen sind auch nicht allzu viel. Allerdings sind das in der Summe mit den Kosten für die Einzelteile (die ich ja bereits bestellt habe) auch wieder so viel wie für eine Lösung mit fertig aufgebauten Modulen. (Lohnen würde es erst bei weniger als´n Zehner pro Platine - aber dafür macht´s natürlich keiner, weil das höchstens die Kosten deckt, ohne Gewinn.) Bleibt also nur selbst friemeln - naja, wird schon gehen.

Mal schauen, ob ich den Gewindebohrer abschleifen kann...

PS:
Der Bau eines Verstärkers zieht ja doch allerhand Kleinigkeiten nach sich. Hier ein bisschen, da ein bisschen, dann noch dieses und jenes und jetzt noch das... (Als ich vor einiger Zeit den Entschluss fasste, einen Verstärker zu bauen, hätte ich nicht gedacht, dass es im Detail so knifflig wird.)

Gruß
wiesonich
detegg
Inventar
#18 erstellt: 10. Dez 2004, 00:17
Hi,

mir ist beim LETZTEN Gewinde der Bohrer abgebrochen - insgesamt eine Heidenarbeit mit großem Spaß- aber auch Frustfaktor! Das Ergebnis ist ein kleiner (2x80W/8Ohm) Elektor-Crescendo von 198x - macht auch heute noch Freude ...



Gruß - Detlef
wiesonich
Stammgast
#19 erstellt: 10. Dez 2004, 00:27
Hi Detlef,

lieber beim letzten als gleich beim ersten Gewinde!

Die Endstufe ist ja hoch gelobt worden damals - und heute gilt sie wohl immer noch als hervorragend. Hast du das Layout selbst entwickelt und die Platinen selbst geätzt? (Und was für Elkos! Die haben ja Coladosen-Format!)

Gruß
wiesonich
detegg
Inventar
#20 erstellt: 10. Dez 2004, 00:37
@wiesonich

das Layout ist das originale, selbst geätzt, natürlich selektierte Bauteile. Die Elko´s sind 15000µF/80V Typen von Siemens. Habe noch Original Pärchen der Hitachi MOS-Fets liegen, wollte eigentlich damals eine 2. Stereoendstufe bauen - leider fehlt heute die Zeit.

Kennst Du den Black-Devil von Elektor?

Gruß
Detlef
wiesonich
Stammgast
#21 erstellt: 10. Dez 2004, 00:50
Den Schwarzen Teufel kenne ich nicht. Hatte aber während meiner Suche nach geeigneten Endstufen auch einiges über die alte Crescendo und deren Nachfolger gelesen. Gelandet bin ich bei den TDAs, weil die einfach aufgebaut werden können und sehr gut klingen sollen. Ob sie der Elektor das Wasser reichen können...

Mal sehen - wenn die TDAs als Endstufen für eine Aktivbox enttäuschen (was ich nicht glaube), dann - ääähmmm, ja dann muss ich wohl nochmal in die Tasche greifen. Aber dann kommen nur noch fertige Endstufen in Frage, wie die diskreten von Thel, Accusound 40 o.ä. Die sollen ja auch sehr gut sein. (Leider auch sehr teuer.)
detegg
Inventar
#22 erstellt: 10. Dez 2004, 01:09
... der Black-Devil Ansatz der Elektor Jungs schien mir für Aktivboxen sehr interessant. Habe 3 Stereosätze mit eigenem Layout hier liegen - funzen einwandfrei - aber leider keine Zeit!

http://www.geocities.com/quhno/black-devil

Dein Ansatz mit den TDA ist ebenfalls sehr interessant - berichte mal, ich werde das aufmerksam verfolgen


[Beitrag von detegg am 10. Dez 2004, 01:15 bearbeitet]
wiesonich
Stammgast
#23 erstellt: 10. Dez 2004, 01:33
Bin selbst auch gepannt wie ein Flitzebogen. Die ersten Teile sind auch schon eingetroffen - doch der größte Haufen an Elektronik (von Schuro) wird dort zum Versand fertig gemacht und müsste auch bald hier sein.

Dann beginnt das große Basteln... Mit etwas Glück wird ein Arbeitskollege seine Beziehungen zu einem Schlosser spielen lassen und mir dort ein stabiles Gehäuse kannten lassen. Wenn alles fertig ist, knispe ich ein paar Bilder und stell´ die hier rein - vielleicht auch schon früher, falls es mit der Kabelführung nicht hinhaut und es brummt und ich ein paar Tipps brauche...
detegg
Inventar
#24 erstellt: 10. Dez 2004, 02:08
... Schuro hat auch ein paar 19"-Gehäuse mit aussen liegendem Kühlkörper im Programm.

ansonsten - <viel Glück wünschend/neugierig guckend> - Gruß - Detlef
Ultraschall
Inventar
#25 erstellt: 10. Dez 2004, 11:16
Als erstes Sorry für die etwas späte Antwort.

Bei Alu nimmt man prinzipiell(Brenn-)Spiritus als Schmier- und Kühlmittel beim Gewindeschneiden.-Habe ich in der Lehre so gelernt und hat sich als richtig bestätigt.- Gegen das Abbrechen von Gewindebohren hilft: 1/2 bis 3/4 Umdrehung reinschrauben und 1/4 bis 1/2 Umdrehung zurückschrauben.Usw. und so fort...
Ansonsten, der Tip mit Abschleifen ist richtig, hätte ich auch gegeben. Wenn man sonst selbstschneidende Schrauben nimmt, um das Gewinde zu schneiden, die sind beschichtet, so daß Spiritus dort nicht unbedingt nötig ist, es schadet aber auch nicht.

Zum selber Leiterplatten herstellen. Ich mache sowas seit vielen Jahren fotochemisch. Kaufe bei www.reichelt.de die beschichteten (selber beschichten ist sch...)Platten und drucke mir mit meinen Laserdrucker auf Pergamentpapier (deutlich !! billiger als Laserfolie) die Leiterplatte zweimal oder dreimal aus. Klebe die zwei bis drei Ausdrucke übereinander (bringt höheres Kontrastverhältniss) und belichte dann ca. 6 Min. aus 40 cm Abstand. Dann Entwicklung und Ätzen in Eisen3)Chlorid. Und fertig ist die Platine.

Aber wenn Du noch gar keine Erfahrungen hast, ist es ganz gut, Dir sowas einmal von jemanden hier aus dem Board zeigen zu lassen. Deute doch mal Deine Heimatstadt an. Vielleicht hilft dir einer in der Nähe weiter.
Ansonsten wenn Du sechs dreifachplatinen machen willlst - könnte sein, das Du Freude am basteln entwickelst und dann lohnt sich die Anschaffung der Chemikalien und Behälter und Ultraviolettlampe für Dich auch.

Ansonsten AN ALLE (die einen guten Schaltplan suchen):
Schaut Euch mal meine selbstentwickelte "MOSFET-Endstufe 2" hier im Board an (z.Z. auf Seite2) Ist allerding nicht unbedingt was für den absoluten Anfänger. Ich würde schon drei Jahre Erfahrung empfehlen. Aber das Teil ist fantastisch! Dämpfungsfaktor über 1500, Frequenzgang bis 1500 Khz und Klirrfaktor 0,002%

Vielleicht stelle ich auch mal eine abgerüstete Variante vor. Die bringt mit einen CPU-Kühlkörper (arctic-cooling) für Disko Zwecke pro Endstufe 200 Watt Sinus. Hat allerdings nicht ganz so gute Daten und auch der Dämpfungsfaktor ist durch weglasssen des Gegenkopplungsrelais dann normal (80...150). Mal sehen wann ich Lust habe das reinzustellen, wahrscheinlich zwischen Weihnachten und Neujahr.
wiesonich
Stammgast
#26 erstellt: 10. Dez 2004, 17:39
@ultraschall

Spiritus? Davon habe ich sogar noch eine Buddel stehen (ursprünglich gekauft, um Lenkergriffe für´s Fahrrad besser aufziehen zu können - verdampft anschließend ohne Rückstände.) Ist ja ein wahres Universal-Mittelchen...

Ja, die Möglichkeit, Platinen selbst ätzen zu können, reizt schon ein wenig. Andererseits bin ich mir ziemlich sicher, dass eine vollständige Ätz-Ausrüstung sich für mich nicht dauerhaft lohnen wird. Und ich gestehe offen, dass ich Angst habe vor den mir unbekannten Chemikalien. Ist mir irgendwie nicht geheuer das Ätzen.

Gruß
wiesonich
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