Auswahl und Berechnung von Netzteilen
Berechnung des Kühlkörpers
Die Berechnung und Auslegung von Kühlkörpern ist eigentlich ganz einfach. Ausgehend davon, dass man das ohmsche Gesetz und die kirchhoffschen Regeln beherrscht. In den folgenden Bildern kann man die Analogie zwischen Spannung/Strom und Wärme/Leistung betrachten.
Wie man sieht, ist der Strom in der E-Technik gleich der Leistung im Wärmebereich.
Die Spannung steht für die Temperatur, bzw. die Spannungsdifferenz der Temperaturdifferenz.
Der Widerstand bleibt ein Widerstand, nur die Einheit wechselt von Ohm auf Kelvin-pro-Watt.
Komplizierter wird es, wenn mehrere Wärmequellen auf einem Kühlkörper montiert sind.
Die maximale Temperatur an der Sperrschicht darf TJ = Tju + Tu = 70K + 40°C = 110°C nicht überschreiten.
Für den 7815 mit:
RthJG=3K/W; RthGK=1K/W; P=6,4W
Dies ist der erste Schritt. Die anderen Zweige sind genau so zu berechnen.
Für die weitere Berechnung des Kühlkörpers wird die Temperatur ausgewählt, die am höchsten ist.
Dann geht es weiter:
Die maximale Temperaturdifferenz zwischen Kühlkörper und Umgebung darf TJ-DeltaT7815 betragen. D.h., die maximale Temperaturdifferenz ist hier ausschlaggebend.
Diese Temperaturdifferenz ist gleichzeitig die maximale Kühlkörpertemperatur.
Der Kühlkörper muss die Summe aller Leistungen abführen (Pges = Pv1 + Pv2 + ...). Bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von TU=40°C ergibt sich:
