DE vermogen/temperatuur-vraag

Ik ga er van uit dat de profielen even groot zijn? Hoe zit het met de temperatuurverdeling? Bij de 10-transistor optie zal de koelplaat redelijk gelijkmatig verdeeld 30 graden zijn, bij de 1-transistor versie zal het in de buurt van de transistor de temperatuur veel hoger zijn dan er ver van af.
Warmte-afgifte word bepaald door het temperatuurverschil tussen koelplaat en omgeving x oppervlakte. In de 10-transistoren versie is het verschil klein maar het oppervlak groot, in de 1-transistor versie het temperatuurverschil groot maar de oppervlakte klein. De totale warmte-afgifte zal gelijk zijn

Hoe kom je aan die 30 graden? Is dat 1 "10W" transistor op het zelfde koelprofiel als de "100W" transistor?

En hoe kom je hierbij: "Het koelprofiel kan niet warmer worden dan de heetste transistor".

fzwart:
Tuurlijk dat, die koelprofielen zijn dezelfde als bij de eerste meting, en toch zit er groot verschil in de warmte-ontwikkeling. Nu, ik weet ook dat het met contactoppervlakte te maken zou kunnen hebben tussen de transistoren en koelprofiel, maar dat denk ik niet. met laser-thermometer gemeten op verschillende plaatsen op het profiel, en nog niet eens een graad verschil van bij de transistor tot aan het uiteinde (rug van profiel is 15mm dik) Maar het blijft een feit dat er serieus verschil zit in warmte-ontwikkeling. ik weet het, rekenkundig klopt het niet op vermogenontwikkeling, maar de temperatuur verschilt een heel stuk, en DAT vind 'k nu het gekke ervan...

Fuzzbass:
Yep

Op 17 september 2004 13:41:42 schreef Wiebo:
ik weet het, rekenkundig klopt het niet op vermogenontwikkeling, maar de temperatuur verschilt een heel stuk, en DAT vind 'k nu het gekke ervan...

En daarom klopt het ook niet. In de werkelijkheid kan het alleen als elke tor op z'n eigen koelplaat zit. Als de 10 torren op één koelplaat minder warm worden dan 1 tor, bij het zelfde gedisspeerde vermogen, dan heb het wereld-energieprobleem opgelost.

Wat ik bedoel is het verschil tussen profiel en de lucht. Van belang is de temperatuur-verdeling over het profiel. Die 70 graden meet je toch niet over het hele profiel?

Als makkelijk rekenvoorbeeld: de lucht is 20 graden, profieloppervlak is 10 cm2.
De 10-transistor versie: hele profiel is 30 graden --> afgifte = (30 graden - 20 graden) x 10 cm2 = 100
De 1-transistor versie: het heetste punt bij de transistor is 70 graden op 1 cm2, de rest van het profiel ( 8cm2) is 26,25 graden --> (70 graden - 20 graden) x 1 cm2 + (26,25 graden - 20 graden) x 8 cm2 = 100

De warmte-afgifte is dus gelijk. (Ik weet dat dit een heel simpele voorstelling van de praktijk is ....)

Je gaat ervan uit dat de warmteoverdracht van koellichaam naar omgeving onafhankelijk is van de warmteoverdracht van transistor(s) naar koellichaam. Dat is niet correct. De temperatuur van het koellichaam zal ook niet constant zijn.

Als je 100watt op een plek in het koellichaam stopt, krijg je ter plekke een grote warmtestroom. Een koellichaam heeft een eindige warmtegeleidingscoefficient, dus zal de temperatuur daar ter plekke stijden. De koelvinnen in de buurt van de transistor zijn dan ook veel heter dan aan de rand van het koelprofiel. Deze zullen dan relatief weinig meedoen. Je kunt dan de situatie hebben dat bijvoorbeeld 80% van de warmte in een paar vinnen overgredragen wordt.

Als je met 10 transistoren de warmte beter verdeelt over het koellichaam, dan doen alle vinnen mee. De vinnen die eerst 80% te verstouwen kregen, krijgen nu nog maar 10%. En dus een lagere gemiddele temperatuur van het koelprofiel.

Heb je verder 70 graden op een positie gemeten, of op verschillende posities? Idem voor die 30 graden? Is de omgevingstemperatuur hetzelfde? is er in de ene situatie toevallig veel meer luchtstroming (mogelijk) rond het koellichaam? Representatieve thermische metingen doen is errug tricky business!

Daniel

verder: ik dacht ook dat het te maken kon hebben met contactoppervlak tussen transistor en koellichaam, of met de thermische weerstand tussen junction en case van de transistor. Alleen verandert de totale hoeveelheid warmte die het koellichaam moet afvoeren daar niet door. Dit soort aspecten beinvloeden alleen maar de junctietemperatuur, niet die van het koellichaam.

Het kan dus alleen maar te maken hebben met de warmteverdeling in het koellichaam, en de effectiviteit van de warmteoverdracht van koellichaam naar omgeving.

Daniel

Op 17 september 2004 13:35:41 schreef Fuzzbass:
En hoe kom je hierbij: "Het koelprofiel kan niet warmer worden dan de heetste transistor".

Als jij aan kunt tonen dat dit niet waar is (zonder extra warmtebronnen natuurlijk), dan kun je meteen je Nobelprijs wel af gaan halen Geweldig, zo'n negatieve warmtegeleidingscoefficient!

Daniel

De relatieve bijdrage van de warmte afgifte van de transistoren zelf tov de warmteafgifte door het koelprofiel kan verschillen. minder stroom is misschien minder spanningsval, warmte wordt verdeelt over koelplaat, lucht stroming is misschien anders.

Even resumeren:

- 1 koelplaat, 1 transistor, 100 watt geeft een temperatuur van 70^o
- 1 koelplaat, 1 transistor, 10 watt geeft een temperatuur van 30^o

En jij concludeert dan dat: 1 koelplaat, 10 transistors, 100 watt een temperatuur oplevert van 30^o?

Of bedoel je: 10 koelplaten, 10 transistors, 100 watt geeft een temperatuur van 30^o?

Dan heb je gelijk, en is het nogal logisch. Je hebt 10x zoveel warmtewisseling met de omgevingslucht door een 10x zo groot koeloppervlak.

Op 17 september 2004 14:20:52 schreef daniel56:
[...]

Als jij aan kunt tonen dat dit niet waar is (zonder extra warmtebronnen natuurlijk), dan kun je meteen je Nobelprijs wel af gaan halen Geweldig, zo'n negatieve warmtegeleidingscoefficient!

Daniel

Ik bedoelde eigenlijk: Wat heeft dat er mee te maken?

Op 17 september 2004 14:14:10 schreef fzwart:
Wat ik bedoel is het verschil tussen profiel en de lucht. Van belang is de temperatuur-verdeling over het profiel. Die 70 graden meet je toch niet over het hele profiel?

Jawel, da's het gekke ervan. ik heh koelplaten en temperatuurjuncties leren berekenen op school vroeger, en rekenkundig klop het wel, maar is de praktijk niet...

70 graden over het hele profiel ? Dat is dan dus niet zo groot. Passen er geen 10 op????????
Theorie en praktijk kloppen bij koelplaten zeker, je moet alleen wel de juiste thermische weerstanden hebben. Dat wil zeggen dat vorm, opstelling, montage, isolatieplaatjes en dergelijke wel meespelen

Op 17 september 2004 14:37:18 schreef Fuzzbass:
Even resumeren:

- 1 koelplaat, 1 transistor, 100 watt geeft een temperatuur van 70^o
- 1 koelplaat, 1 transistor, 10 watt geeft een temperatuur van 30^o

En jij concludeert dan dat: 1 koelplaat, 10 transistors, 100 watt een temperatuur oplevert van 30^o?

Of bedoel je: 10 koelplaten, 10 transistors, 100 watt geeft een temperatuur van 30^o?

Wiebo, geef eerst eens antwoord op deze vraag, anders blijft de discussie langs elkaar heen gaan.

Op 17 september 2004 14:37:18 schreef Fuzzbass:
Even resumeren:

- 1 koelplaat, 1 transistor, 100 watt geeft een temperatuur van 70^o
- 1 koelplaat, 1 transistor, 10 watt geeft een temperatuur van 30^o

Fout, ik bedoel:
- 1 koelplaat, 1x transistor, 100 watt geeft een temperatuur van 70^o
- 1 koelplaat, 10x transistor, 10 watt geeft een temperatuur van 30^o

Op 17 september 2004 14:37:18 schreef Fuzzbass:
Of bedoel je: 10 koelplaten, 10 transistors, 100 watt geeft een temperatuur van 30o?

Zo slim was 'k ook nog net... :d

Als je 10 x zo veel koelplaat hebt, klopt de theorie ook ( ongeveer ). De temperatuurstijging is dan 10 x zo laag, ten opzichte van je begintemperatuur. 5 graden stijging en opzichte van 45.

ja, dat weet ik wel, en ze zeggen hier echt dat da nie klopt he, ik weet het wel. Gooi nu eens allemaal die rekenmachientjes aan de kant en monteer eens 10 transistoren op een koelplaat. Laat eentje gedurende een uur een bepaald vermogen ontwikkelen, zoals in de eerste vraag van dit topic. Meet na een uur de temperatuur. verdeel dan de stroom over de 10 transistoren bij dezelfde spanning, en meet na een uur opnieuw... gewoon doen

Een discussie in woorden levert niet zoveel op, merk ik.
Teken eens een thermisch vervangschema, met alle thermische weerstanden, vermogens en temperaturen erin. 10 tegen 1 dat je zelf de fout aan kunt wijzen.

Het uitgangspunt dat de hele koelplaat en transistor gelijkmatig 70 warm worden is niet zo overtuigend.

Op 17 september 2004 15:15:22 schreef Wiebo:
[...]
Fout, ik bedoel:
- 1 koelplaat, 1x transistor, 100 watt geeft een temperatuur van 70^o
- 1 koelplaat, 10x transistor, 10 watt geeft een temperatuur van 30^o

Kansloos.....! Nou weten we het nog niet. Zoals het er nu staat is bij 10 watt dissipatie de temperatuur lager, wat best wel logisch is.

laten we er even van uit gaan dat ie 10 watt per transistor bedoelt, anders is deze hele discussie inderdaad triviaal. Hoe zeker weet je dat dit klopt, die 10 watt per transitor wiebo? heb je de stroom en spanning per transistor gemeten?

Ik blijf bij mijn verklaring van warmteweerstand in het koellichaam. Dit moet te meten zijn aan de hand van de temperatuursverdeling over de heatsink.

Daniel

Op 17 september 2004 13:22:04 schreef Wiebo:

Hier komt het:
Ik bouw een versterker met eindtransistoren...

Die versterker heb je waarschijnlijk nooit écht opgebouwd.
Bovendien de oppervlakte van de 10 transistoren zélf verkleinen de thermische weerstand in vergelijking met hetzelfde koellichaam met slechts één transistor op gemonteerd.

Een aantal van 10 transistoren vertegenwoordigt namelijk een behoorlijke massa dito volume en oppervlakte aan metaal.

[Bericht gewijzigd door Wim P. op zaterdag 18 september 2004 14:51:03 ]

Heb je de ene soms met 40 graden koelere omgeving gemeten?
Iets anders kan het niet zijn, want als je zeker weet dat er 100W wordt omgezet, dan kan het haast niet anders. Is het niet zo dat het vermogen dat wordt omgezet met 10 transistoren veel kleiner is, omdat de weerstanden (EC) in die transistoren parallel veel kleiner is, dan in één losse transistor. (ofwel, klopt de stroom nog wel?)
Is het oppervlak eigenlijk nog veel groter geworden (ik weet niet of jij transistoren gebruikt met een buitenoppervlak dat erg groot is)

Ik lees het topic nog eens, maar ik begrijp nu niets meer hoe de temperaturen van transistoren en koelblok(ken?) zijn gemeten.

Begrijpen we het nu goed?

1. Je zet op een koelplaat 10 transistoren.
2. Je sluit eerst alleen 1 van de middelste aan en laat die in z'n eentje 100 Watt verstoken.
3. Je meet de temperatuur van de koelplaat. Die is over de HELE plaat 70 graden.
4. Vervolgens slaat je alle transistoren aan en laat ze ieder 10 Watt (dus in totaal weer 100) verstoken.
5. Je meet de temperatuur van de koelplaat. Die is over de HELE plaat 30 graden.

???

Volgens mij meet je alleen de temperatuur van de transistoren en niet die van de hele koelplaat. En dat is nu juist van belang in dit geval. In het eerste geval is de temperatuurverdeling over de plaat veel groter dan in het geval van punt 4.

[Bericht gewijzigd door fzwart op vrijdag 17 september 2004 19:57:51 ]