Thermische weerstand van koellichamen: wat de waarde wel en niet aantoont

In dit artikel wordt uitgelegd hoe je de thermische weerstandswaarde van een koellichaam ten opzichte van de omgeving kunt aflezen en waar de geldigheid daarvan ophoudt. Er wordt geen goedgekeurd koellichaam voor een specifieke SCR, diode of SSR berekend, en een RITOKS-pagina op productfamilieniveau wordt hiermee niet omgezet in thermische gegevens voor een specifiek model.

Het aankoopbesluit in een oogopslag

Invoer voor besluitvorming	De koper moet dit bevestigen	Vereiste bewijsstukken
Warmtetraject	Welke twee referentiepunten worden door de beoordeling met elkaar verbonden?	Een duidelijk gedefinieerde Rθ-waarde en eenheden
Warmtetoevoer	Het hoogste vermogensverlies van het apparaat onder werkelijke bedrijfsomstandigheden	Exacte curve of formule voor het verlies van apparaten
Milieu	Interne omgevingstemperatuur, luchtstroom, hoogte en nabijgelegen warmtebronnen	Testomstandigheden en informatie over vermogensvermindering
Montage	Basisplaat, interfacemateriaal, vlakheid en montagedruk	Gedetailleerde installatie-instructies
Temperatuurgrens	Toegestane knooppunt- of behuizingstemperatuur met ontwerpmarge	Exacte gegevens over halfgeleiders

Begin met de betekenis van thermische weerstand

De thermische weerstand geeft de temperatuurstijging weer die gepaard gaat met elke watt warmte die een bepaald pad doorloopt. Een waarde van ‘koellichaam naar omgeving’ heeft daarom betrekking op het koellichaam en de omringende lucht; het is niet automatisch de waarde van ‘overgang naar omgeving’ van de geïnstalleerde halfgeleiderassemblage. Houd bij elke waarde rekening met beide referentiepunten.

Een lagere waarde duidt over het algemeen op een geringere temperatuurstijging per watt, mits bij de vergelijking dezelfde definitie en omstandigheden worden gehanteerd. Het is onveilig om twee getallen met elkaar te vergelijken wanneer het ene is gemeten met geforceerde luchtcirculatie en het andere met natuurlijke convectie, of wanneer hun oriëntatie en temperatuurreferentie verschillen.

Stel de volledige temperatuurstijgingsketen samen

Het volledige pad kan bestaan uit de weerstand tussen de aansluiting en de behuizing binnen de halfgeleider, de weerstand tussen de behuizing en de afvoer via het grensvlak, en de weerstand tussen de afvoer en de omgeving. Vermenigvuldig elke relevante weerstand met de warmte die door dat segment stroomt, en tel vervolgens de betreffende temperatuurstijgingen op bij de vastgestelde omgevingsreferentie.

Niet elk gegevensblad geeft het traject op dezelfde manier weer. Sommige assemblages bevatten een basisplaat of warmteverspreider; bij andere worden maximale behuizingstemperaturen vermeld in plaats van een volledige junctieberekening. Volg de exacte methode van de fabrikant en voeg nooit termen toe die uitgaan van onverenigbare referentiepunten.

Lees de testvoorwaarden naast het nummer

De prestaties van een koellichaam variëren afhankelijk van de oriëntatie, de afstand tussen de lamellen, de luchtsnelheid, de oppervlakteafwerking en de manier waarop warmte het basisoppervlak binnendringt. De prestatiegegevens bij natuurlijke convectie zijn bijzonder gevoelig voor de vraag of de lamellenkanalen warme lucht vrij laten opstijgen. Een getal zonder vermelding van de testomstandigheden vormt onvolledige informatie voor aankoopbeslissingen.

Bij gegevens over geforceerde luchtcirculatie moeten de luchtstroom of luchtsnelheid en de meetmethode worden vermeld. Een op het typeplaatje van een ventilator vermelde luchtstroom, gemeten zonder weerstand, betekent niet dat dezelfde luchtstroom ook door een belaste behuizing, een luchtkanaal of een koelribbenveld stroomt. Drukverlies en recirculatie kunnen de daadwerkelijk beschikbare koelcapaciteit verminderen.

Voeg de thermische interface toe

Het contact tussen de basis van de halfgeleider en het koellichaam is niet perfect. De vlakheid en ruwheid van het oppervlak, verontreinigingen, isolatiekussentjes, vet en de montagekracht zijn van invloed op de temperatuurstijging tussen de behuizing en het koellichaam. Het raakvlak moet worden ontworpen en gemonteerd volgens de exacte instructies voor het apparaat en het materiaal.

Ga er niet vanuit dat het toevoegen van meer compound de warmteoverdracht altijd verbetert. Overtollig materiaal kan de dikte van de hechtlaag vergroten, en een elektrisch isolerende laag kan de thermische weerstand verhogen. Neem de gekozen interface op in de stuklijst in plaats van deze te beschouwen als een keuze van de installateur.

Beoordeling los van bewijs

Een gepubliceerde warmteafvoerwaarde is een van de uitgangspunten voor een thermisch ontwerp. Om dit te staven is een traceerbare berekening nodig op basis van de exacte verliezen en grenswaarden van het onderdeel, gevolgd door de verificatie die vereist is voor de daadwerkelijke assemblage. Het meetpunt, de belasting, de omgevingstemperatuur en de stabilisatietijd moeten worden geregistreerd.

Het resultaat geldt voor de geteste configuratie. Als de ventilatie van de behuizing, de afstand tussen de apparaten, de montageoriëntatie of het type halfgeleider wordt gewijzigd, kan de berekening opnieuw moeten worden uitgevoerd. Een foto van een groot extrusieprofiel staat nooit gelijk aan een gedocumenteerd warmtepad.

Stel vóór de goedkeuring een bewijsmateriaaldossier samen

Maak één beoordelingsformulier aan voor de voorgestelde bestelcode van het koellichaam voor de voedingsmodule. Zet de projectgegevens in de ene kolom en de documentatie van de leverancier in de andere. Vermeld de exacte pagina’s, tekeningen, grafieken en tabellen die bij de beslissing zijn gebruikt, inclusief de revisie- of ophaaldatum. Een categoriepagina kan de context van de productfamilie weergeven, maar een exacte specificatie of aansluitingsclaim moet herleidbaar zijn tot de aangeboden configuratie.

Check that every accepted value describes the same orderable item. For a heatsink quotation, match the drawing, mounting footprint, airflow conditions and thermal-resistance evidence to the same quoted configuration. Do not combine a family maximum from one variant, a drawing from another and an optional feature from a third. Mark unresolved fields explicitly instead of allowing them to disappear in the commercial quotation.

Wijzigingen in de controle tijdens de inkoop

Houd het toepassingsdossier bevroren zolang de leveranciers reageren. Als de belasting, spanning, omgeving, bedrijfsomstandigheden, behuizing, koelmethode of vereiste output veranderen, stel dan een bijgewerkt dossier op en vraag elke leverancier om de kandidaat opnieuw te bevestigen. Anders kunnen twee offertes vergelijkbaar lijken, terwijl ze aan verschillende technische vereisten voldoen.

Een voorgesteld vervangend product wordt opnieuw aan dezelfde beoordelingscriteria onderworpen. Overeenkomende afmetingen, een vergelijkbare productfoto of een gelijkwaardige beoordeling zijn niet voldoende. Het vervangende product moet met zijn eigen, exacte documentatie aan de vereiste functies en voorwaarden voldoen.

Veelvoorkomende fouten bij aanbestedingen

• Het selecteren van een koellichaam voor een vermogensmodule op basis van één nominale waarde, terwijl de toepassingscontext niet wordt gespecificeerd.
• Door gebruik te maken van een curve, een aansluitschema of prestatiegegevens van een vergelijkbaar model.
• Het vergelijken van gegevens bij vrije lucht, nominale waarden of maximale gezinswaarden met een werkpunt van de toepassing.
• De meegeleverde accessoires en systeemfuncties worden beschouwd als vanzelfsprekend op basis van de productnaam.
• Een vervanging goedkeuren zonder de beoordeling van het technisch bewijsmateriaal te heropenen.

Vergelijk geen thermische weerstandswaarden tussen de koellichaam en de omgeving die zijn gemeten bij verschillende luchtstroom- of lamellenoriëntaties. Houd rekening met halfgeleiderverlies, grensvlakweerstand en de omgevingstemperatuur aan de inlaat in dezelfde thermische analyse; de lengte van het extrusieprofiel op zich is geen bewijs van prestaties.

Hoe vergelijk je offertes van leveranciers?

Vergelijkingspunt	Vereiste bewijsstukken	Niet accepteren
Definitie	Vermelding van referentiepunten en °C/W of K/W	Cijfer voor “thermische prestaties” zonder aanduiding
Convectie	Natuurlijke of geforceerde luchtstroomomstandigheden vastgesteld	Er wordt aangenomen dat er voldoende toeschouwers aanwezig zijn
Warmtebron	Exacte voetafdruk en warmte-inbrengcondities	Elke module op dezelfde basis
Montage	Instructies voor aansluiting en druk beschikbaar	Droog contact of willekeurig vet
Validatie	De temperatuur van de assemblage is gecontroleerd onder vastgestelde bedrijfsomstandigheden	Temperatuurmeting of korte test zonder belasting

Breng alle offertes voor koellichamen van vermogensmodules in lijn met hetzelfde toepassingsdossier. Vermeld bij elke waarde de documentversies, testvoorwaarden en openstaande vragen. Een offerte kan commercieel interessant blijven, ook al is deze technisch onvolledig, maar ontbrekende informatie moet zichtbaar blijven totdat deze is opgehelderd.

Besluitvormingsproces

• Bepaal welke halfgeleider het betreft en wat de verliesberekeningsmethode voor het slechtst denkbare scenario is.
• Bepaal de maximale interne omgevingstemperatuur en de toegestane temperatuur van het apparaat.
• Geef een overzicht van alle thermische weerstandssegmenten met de bijbehorende referentiepunten.
• Kies een koellichaam op basis van de beoogde stand en de luchtstroomomstandigheden.
• Geef het materiaal van de interface en de bevestigingswijze aan.
• Controleer het gemonteerde systeem bij de vastgestelde belasting en onder de vastgestelde omgevingsomstandigheden.

Bepaal de exacte halfgeleider en het bijbehorende vermogensverlies bij de beoogde bedrijfscyclus, en stel vervolgens de toegestane behuizing- of overgangstemperatuur en de maximale omgevingstemperatuur aan de inlaatzijde van het koellichaam vast. Vraag de weerstand van het koellichaam op onder de beoogde convectie- of luchtstroomomstandigheden en controleer de interface afzonderlijk.

Checklist voor het opstellen van een offerteaanvraag

A useful RFQ for a power module heatsink is concise enough to answer and complete enough to prevent silent assumptions. Identify unknown values as questions and require an exact orderable code rather than a generic family recommendation.

• Nauwkeurig halfgeleidermodel en montagevoetafdruk
• Stroomverlies en werkcyclus in het slechtste geval
• Vereiste thermische weerstand tussen de gootsteen en de omgeving
• Natuurlijke of geforceerde luchtcirculatie
• Oriëntatie, omhulling en interne omgevingstemperatuur
• Vereisten voor het interfacemateriaal en de montage
• Tekening, testvoorwaarden, hoeveelheid en bestemming

Vraag naar de huidige versie van het gegevensblad en de reikwijdte van eventuele certificeringen, compatibiliteits- of prestatieclaims. Noteer de hoeveelheid en de bestemming na de technische gegevens, zodat commerciële voorwaarden geen onduidelijkheid scheppen over nog onopgeloste technische kwesties.

Stopvoorwaarden vóór het vrijgeven van de order

Geef de opdracht niet vrij zolang een cruciale invoerwaarde voor de toepassing onbekend is, het opgegeven model onduidelijk is, een vereiste nominale waarde alleen wordt ondersteund door documentatie van een andere fabrikant, of de installatieomstandigheden buiten de beschikbare gegevens vallen. Dit zijn technische tekortkomingen, geen redactionele details.

In het goedkeuringsverslag moet worden vermeld wat het geselecteerde item doet, wat buiten het toepassingsgebied valt en welke documenten precies ten grondslag liggen aan het besluit. Indien de toepassing of de kandidaat verandert, moeten de betreffende controles opnieuw worden uitgevoerd in plaats van de eerdere conclusie over te nemen.

Veelgestelde vragen

Zorgt een koellichaam van 1 °C/W ervoor dat elk apparaat 1 °C warmer blijft dan de omgevingstemperatuur?

Nee. De temperatuurstijging hangt af van de warmtestroom, het gedefinieerde thermische pad en alle bijkomende weerstanden in het geheel.

Kan ik °C/W en K/W rechtstreeks met elkaar vergelijken?

Wat temperatuurverschillen betreft, is hun numerieke grootte gelijk, maar het traject en de testomstandigheden moeten wel overeenkomen.

Heeft een groter koellichaam altijd een lager vermogen?

Niet per se. De geometrie, de efficiëntie van de vinnen, de luchtstroom, de stand en de warmteverspreiding zijn allemaal van invloed op de prestaties.

Gerelateerde RITOKS-producten en richtlijnen

Gebruik deze links als afzonderlijke categorie- en productvermeldingen. Een contextuele link impliceert geen uitwisselbaarheid, compatibiliteit of een goedgekeurde systeemcombinatie.

Productcategorie: Koellichamen voor vermogensmodules

Koelblokken voor aluminium vermogensmodules

SF-koellichamen met geforceerde luchtstroom voor vermogensmodules

Keuzegids voor SSR-koellichamen

Technische referenties

Deze bronnen van de oorspronkelijke fabrikanten ondersteunen uitsluitend de hieronder genoemde algemene concepten. Hun productgegevens, schema’s en goedkeuringen zijn niet van toepassing op RITOKS-producten.

OMRON, Meer informatie over halfgeleiderrelais

Ondersteunt de definitie van thermische weerstand en de noodzaak om de prestaties van het koellichaam af te stemmen op de montage- en belastingsomstandigheden. De modelwaarden van OMRON zijn niet van toepassing op RITOKS-koellichamen.

OMRON, Veiligheidsmaatregelen voor halfgeleiderrelais

Er wordt aandacht besteed aan montageoppervlakken, thermische interfaces en omgevingsomstandigheden. Een RITOKS-montage wordt niet goedgekeurd.

Vraag een beoordeling van het exacte model aan

Stuur de aanvraagvereisten, specifieke vragen over de documentatie, de hoeveelheid en de bestemming via het RITOKS-contactformulier. Een offerteaanvraag vereist een beoordeling van het exacte model; deze handleiding keurt geen bedradingsontwerp, installatie of automatische vervanging goed.

Neem contact op met RITOKS