1a ejemplo
DESCRIPTION
sTRANSCRIPT
Capítulo 1A
Se Considera el circuito de la Figura, con
El objetivo del Cálculo es determinar la resistencia térmica del disipador a ser empleado para mantener la temperatura de unión bajo el limite establecido por el fabricante.
V(wt)
D
R
V t 2 220 sen t
f 60 Hz
R 10
D SKN20 04
w w
Diodos Disipadores Masa
Aproximada
Resistencia Térmica (Incluyendo la resistencia de contacto capsula - disipador
Convección Natural Ventilación Forzada (6m/s)
SKN12, SKR12 K9 – M4 50 g 10,5 °C/W -
SKN20, SKR20, SKN6, SKR26,
SKNa20
K9 – M4 K5 – M6 K3 – M6
K1,1 – M6
50 g 100 g 200 g 700 g
9,5 °C/W 5,7 °C/W 3,8 °C/W 2,2 °C/W
- - - -
SKN45, SKR45, SKN70, SKR70
K5 – M8 K3 – M8
K1,1 – M8 P1/120 – M8
100 g 200 g 700 g 1300 g
5,0 °C/W 3,0 °C/W 1,3 °C/W 0,85 °C/W
- -
0,6 °C/W 0,4 °C/W
SKN100, SKR100, SKN130, SKR130
K3 – M12 K1,1 – M12
P1/120 – M12 K0,55 – M12
200 g 700 g 1300 g 2000 g
3,1 °C/W 1,2 °C/W 0,65 °C/W 0,65 °C/W
- 0,4 °C/W 0,27 °C/W 0,25 °C/W
SKN240, SKR240 K1,1 – M16x1,5 K0,55 – M16x1,5 P/120 – M16x1,5 P1/120 – M16x1,5 P4/200 – M16x1,5
700 g 2000 g 1300 g 2200 g 4000 g
1,1 °C/W 0,55 °C/W 0,58 °C/W 0,40 °C/W 0,29 °C/W
0,35 °C/W 0,17 °C/W 0,21 °C/W 0,17 °C/W
-
SKN320 SKR320
K0,55 – M24x1,5 K0,1 F
K0,05 W P1/200 – M24x1,5 P4/200 – M24x1,5 P4/300 – M24x1,5
2000 g 2150 g 900 g 2200 g 4000 g 6000 g
0,55 °C/W - -
0,40 °C/W 0,29 °C/W 0,25 °C/W
0,17 °C/W 0,11 °C/W 0,065 °C/W
(*) Refrigeración por Agua 0,16 °C/W
-
A partir de los datos técnicos del fabricante
Rjc=2 °C/W (Rthjc) Rcd=1 °C/W (Rthch) Tj=180 °C (Tvj)
V(TO)=0,85 V rT=11 mOhms Ta=50 °C
a) Calculo de la corriente en el Diodo
0 p 2p 3p
02 V
R
wt
oDmed
0Def
0,45 V 0,45 220I 9,9 A
R 10
0,707 V 0,707 220I 15,55 A
R 10
b) Cálculo de la Potencia Media
2
Dmed T DefTO
23
P V I r I
P 0,85 9,9 11 10 15,55
P 11,07 W
b) Cálculo del disipador
Se recomienda emplear el disipador K5, cuya resistencia térmica é igual a 5,7 °C/W
jc cd daT P R R R
da jc cd
da
da
da cd
TR R R
P
T 130R 2 1 3
P 11
CR 8,8
W
°C R +R =8,8+1=9,8
W
Temperaturas resultantes para el disipador escogido
j ja a
c cd da a
d da a
T P R T 11 2 1 4,7 50 134,7 C
T P R R T 11 1 4,7 50 112,7 C
T P R T 11 4,7 50 101,7 C
Rjc=2,0°C/W Rcd=1,0°C/W Rda=4,7°C/W
Tj Tc Td Ta=50°CP=11 W
Se Considera el circuito de la Figura, con
El objetivo del Cálculo es determinar la resistencia térmica del disipador a ser empleado para mantener la temperatura de unión bajo el limite establecido por el fabricante.
V t 2 220 sen t
f 60 Hz
R 8
60
T SKT16
w w
V(wt) R
A partir de los datos técnicos del fabricante
Rjc=0,94 °C/W (Rthjc) Rcd=0,5 °C/W (Rthch) Tj=130 °C (Tj)
= 120° Ta=50 °C
a) Calculo de la corriente media
oTmed
0,225 V 0,225 220I 1 cos 1 0,5 9,28 A
R 8
b) Cálculo de la Potencia Media
Considerando =120°C se obtiene P=15W
b) Cálculo del disipador
Considerando Ta=50°C y obtiene P=15W
ja
CR 5,5
W
ja jc cd da
da ja jc cd
da
da
R R R R
R R R R
R 5,5 0,94 0,5
CR 4,06
W
En caso de no encontrar un disipador para el tiristor SKT16 pueden considerarse dos recursos:
Emplear ventilación forzada
Escoger un tiristor de mayor capacidad de corriente
Ejemplo:
Considérese el diodo SKN montado en un disipador K5 inicialmente con corriente nula y temperatura ambiente 30°C. Determinar el valor máximo de una corriente continua que puede conducir durante un tiempo de 1s, de modo que la temperatura de unión no sobrepase el valor limite de 180°C.
Solución:
De acuerdo a la Fig.
iF I
1 s
Ta=30°C
Tj=180°C
Con t=1 s se obtiene Z(th)t=1,5°C/W
j ath t
j a
th t
2
(TO) T
Z P T T
T T 180 30P 100 W
Z 1,5
P V I r I
(TO)2
T T
V PI I 0
r r
2
(TO) (TO)
T T T
V V PI
2 r 2 r r
Con V(TO)=0,85 V y rT=11 mOhms.
2
(TO) (TO)
T T T
2
3 3 3
V V PI
2 r 2 r r
0,85 0,85 100I
2 11 10 2 11 10 11 10
I 64 A
Ejemplo:
Sea el Tiristor SKT16 que conduce una corriente con la forma onda indicada en la figura. Determine las temperaturas media y máxima de unión:
Considerando los parámetros: VT(TO)=1 V; rT=20 m; =180°
t
I=20 A
Así:
Sea f=50 Hz
De acuerdo al disipador K5
2
Dmed T DefTO
2
P V I r I
P 1 20 0,020 20 28 W
T 1t 10 ms
2 2 f
med
PP 14 W
2
thja
CR 0,95 5,5 6,45
W
Sea Ta=30°C
Para t=10 ms
jT 6,45 14 30 120,30 C
th p
CZ 0,18
W
j th pT P Z 28 0,18 5,04 C