Was ist los mit TO-247 Lastwiderständen?

[Farbe]

Hey Leute,

ich brauche einen Widerstand 75W @150R.
Der normale Bastler geht zum Händler des Vertrauens und findet TO-247 und Drahtwiderstände im goldenem Look.

Das Angebot klein und "single screw mounting to Heatsink" klingt verlockend.

Nach einem Preisschock werden mit einem kurzem "naja Heizen ist halt teuer geworden", 10x TO-247 in den Warenkorb geschmissen.

Laut Datenblatt 100W fähig.
Huh?
Der erste hat ganze 30s @ 75W gehalten.
Naja vielleicht ein Montagsprodukt.
Der zweite macht das selbe.

Nochmal ein Blick ins Datenblatt auf die derating Kurve: 75W @ 30°C gehen doch locker...

Nach dem drittem Defekt (... -30€ ...) seh ich dann das die Dinger total Krumm sind.

Wärmebild beweist: nach ein paar Sekunden auf kaltem KK haben die Dinger ein dT von >100°C aufgebaut.
Selbst bei 30W sorgt die nicht anliegende Kühlfahne (jaa mit Paste) für lächerliche dT=75°C..

Zwei Stück mit der Kühlfahne zusammengehalten sehen so aus:

Beide nebeneinander zeigen auch klar das bei der Produktion Alkohol im Spiel gewesen sein muss.

Naja gut, dann ein anderer Hersteller. Die 10€ dinger von Ohmite (ich dachte das ist ein Markenhersteller..) waren ja auch die Billigsten..
Dann nochmal zwei von TE in den Warenkorb, TE freut sich, ich bin 30€ Ärmer, die müssen jetzt aber ok sein?

Denkste! Der selbe mist!!

Die Teile sehen genauso aus, könnten also auch aus der selben Fabrik gefallen sein.

Hab ich nur zwei mal Pech gehabt oder sind die Dinger prinzipiell unbrauchbar? (Oder nur mit Klammer verwendbar?)

[Bastelbruder]

Bei ernsthafter Verlustleistungselektronik sind solche Transistoren Gehäuse immer mit Federelementen oder zumindest mit "U-Schiene" zwischen je zwei Stück an den Kühler gespaxt. Die Druckstelle ist dort wo man auch bei diesen Widerlingen den "Chip" vermutet.

Das Problem "nicht anliegender Kühlflansch" ist nicht erst seit den dünnen TO-220 bekannt. Auch die Fischer-Kühlkörper mit den "breiten M3-Gewinden" gehören in die Ecke der Fehlkonstruktionen. Hatte ich erst heute wieder.

.

Wie sehen die Kaputten von innen aus?

edit: Foto angefügt. Der L165 mit der blau verfärbten Zinnoxidschicht war knapp 15 Jahre 24/7 im Dienst. Die Qualitäts-Luftverdrängungspaste, ziemlich sicher aus dem Fach-Handel war natürlich zweischichtig aufgebracht, dazwischen eine Glimmerscheibe. Die sieht aus wie frisch aus der Packung. Das ocker verfärbte Sediment geht bloß noch mit roher Gewalt ab, vielleicht könnte man damit Messer schleifen. Und dort wo die Schraube gedrückt hat, war natürlich keine Paste.

[Alexander470815]

Von wo hast du die denn bezogen? Nicht das du da Fälschungen bekommen hast.

[Chefbastler]

Wo hast du den die Dinger gekauft, das schaut ja schon arg nach Resterampe ausm Apfalleimer aus

Weitere Alternative wären noch kleine Widerstände die als Bremswiederstände für FUs gedacht sind, können gut Leistung wegheizen und sind auch gut Impulsfest.

[nero]

Die erste Zeile im Datenblatt:
"100 watts at 25°C case temperature heat sink mounted"

Bei 25°C Gehäuse. Problem ist, das Gehäuse wird recht schnell wärmer.

Es ist auch kein thermischer Widerstand angegeben. Naja.
Wenn 175°C erlaubt sind bei 3.5W und Umgebung 25°C, dürfte der nicht all zu gut sein.

[IPv6]

Bei ernsthafter Verlustleistungselektronik sind solche Transistoren Gehäuse immer mit Federelementen oder zumindest mit "U-Schiene" zwischen je zwei Stück an den Kühler gespaxt. Die Druckstelle ist dort wo man auch bei diesen Widerlingen den "Chip" vermutet.

Ich frage mich, ob die so krumme Oberfläche sich per Klammer oder Schiene überhaupt mit vertretbarer Kraft flächig an den Kühlkörper drücken lässt?
Dazu müsste das Gehäuse ja doch einigermaßen flexibel sein.

Und zuerst würde ich mich mal an den Händler wenden, das sieht nicht normal aus.

[Jannyboy]

Ich frage mich, ob die so krumme Oberfläche sich per Klammer oder Schiene überhaupt mit vertretbarer Kraft flächig an den Kühlkörper drücken lässt?

Der Kühlkörper muss man halt vorher passend ausschleifen und abrichten.

Sonst wird das nichts.

Grüße Jan

[Bastelbruder]

Ich denke daß das Keramikplättchen exakt eben ist. Deshalb nochmal die Frage: Wie sieht die andere Seite der Keramik aus, nach Möglichkeit ohne das kranke Plastikteil. Von degeneriert kann man wohl nicht sprechen.
Ansonsten sollte man wirklich den Lieferanten um eine offizielle Stellungnahme bitten.

[daniel_f]

Ich hätte noch das hier, das wird wohl echte 100W verkraften.
https://www.ebay-kleinanzeigen.de/s-anz ... 1-168-4157

[Farbe]

Die Keramik ist schon wie vermutet grade.
Deswegen denke ich auch das eine Klammer helfen würde. Leider kann ich in der Anwendung keine Klammer benutzen.


Lieferant war Mouser und Farnell.
Einmal von Ohmite und einmal TEs "Eigenproduktion"

Im Datenblatt steht auch:

The case temperature measurement must be made with a thermocouple contacting the centre of the component mounted on the designed heat sink
Thermal grease should be applied properly

Ich würde das deuten als: Mess an der Plastik.

Im Datenblatt der TE Teile steht auch:

TO247 to 100W when mounted on suitable heatsink

und

Easy to mount

Durch das miese Gehäuse lassen sich über die Widerstände grob 40W abführen, bei 25°C Kühlkörper! Alles andere wäre schon zu heiß.
Das bedeutet um die 100W zu fahren müsste der KK ca -100°C haben, wahrscheinlich sogar noch weniger.
Wenn da nicht:

Operating Temperature:
-65°C ~ 150°C

Im Datenblatt stehen würde. Damit sind die Dinger einfach nicht für 100W geeignet.

Jaja schon klar, Im Impulsbetrieb (bei Raum Temp) und in der Praxis kann man 100W bei -100°C Kühlkörper fahren, denn das Gehäuse ist dabei ja Warm..
Das ist aber absolut nicht Praxistauglich = Marketing.

Ich mein wenn da nicht 0,25mm Spalt zwischen KK und Gehäuse wäre, würde das Ding auch sinnvoll funktionieren. Für 17€/Stück hab ich da mehr erwartet.
Vor allem weil ja nur am passenden moulding scheitert. Eine andere Lösung wäre z.B. wenn die Keramik über die komplette Rückseite gehen würde.

Ich werd morgen mal einen Knacken und Fotos Posten.

[E_Tobi]

100W aus einem Gehäuse dieser Größe abzuführen ist nie einfach. Mit "normalen" Hausmitteln wie Federn, normaler Wärmeleitpaste und Standard-Silikonpads gehen vielleicht 20W zuverlässig aus einem TO-247, wenn überhaupt. Mehr erfordert dann schon Klimmzüge - der Kühlkörper muss (wie du auch schon geschrieben hast) schließlich auch warm werden damit er seine Funktion erfüllen kann, und die Luft hat sicherlich auch nicht immer genau 25°C...

Wenn wirklich 100W dauerhaft weg sollen, würde ich definitiv zu einem oder mehreren Chassiswiderständen greifen.

[bastl_r]

Die 100W werden schon möglich sein.
Aber nur wenn Du es schaffst die Anlagefläche an der das Keramikplättchen anliegt auf max 25° zu halten.
Ist in den Transistordatenblättern nicht anders spezifiziert.
Ich vermute mal, dass das, wenn überhaupt, nur möglich ist wenn Du einen massiven, mit vorgekühlten, Wasser durchflossenen Kupferkühlklotz hast.

Die ganzen älteren, professionellen Stromsenken mit 2N3772 als Leistungstransistoren arbeiten mit max 30 - 35W pro Transistor...
Warum wohl?

[zauberkopf]

Übrigens, gibt es noch andere "kleine" Bauformen.
z.B. habe ich nen 100Watt 50Ohm Widerling in meiner HF-Dummyload verbaut.
Ich meine, das teil ist sogar kleiner als der TO-247... hat aber 2 schrauben.
Isolator : Beryliumoxid ( sollte also nicht herumfliegen.. )

[Gernstel]

Sieht ja schlimm aus.
Wenn es einen Wärmeleitkleber gibt mit ernstzunehmenden beiden ersten Silben würde ich den nehmen, aber ebenfalls nicht auf 100 W abführbare Wärme vertrauen.

[reutron]

Ein Widerstand der 100W verbraten soll sieht bei mir so aus.....ja man kann auch 100w durch ein Stecknadelkopf zwängen ist aber nicht Sinnvoll

[ferdimh]

Die TO220-Versionen halten bei uns in der Serie, was sie versprechen... die gibts aber nur in 50W.

[Flip]

kennt jemand in der grössenordnung 20mm auch widerstände/heizelemente, die höher als 250°tc aushalten? da kein halbleiter im spiel ist, müsste nur das isoliermaterial mitspielen. ich denke so an 400°C, ich möchte damit kunststoffe im direkten kontakt schmelzen.

[Jesaiah]

kennt jemand in der grössenordnung 20mm auch widerstände/heizelemente, die höher als 250°tc aushalten? da kein halbleiter im spiel ist, müsste nur das isoliermaterial mitspielen. ich denke so an 400°C, ich möchte damit kunststoffe im direkten kontakt schmelzen.

Wäre das nicht eher eine Gelegenheit, um mit konstantandraht was zu basteln?

[Farbe]

In meinem Fall ist der Kühlkörper sicher unter 25°C.

Die Widerstände werden zum Heizen von einem Kühlkörper im Außenbereich verwendet.
Geheizt wird auf 10°C wenn er kälter sein sollte.

Ich hab hier mal einen (neuen) geknackt.

Leider ist mir ein Beinchen abgerissen.

Über der Widerstandsschicht war noch dieser schwarze Silikon blob. Das ganze war dann einfach in dem schwarzen Epoxid vergossen.

Man kann sogar die Lasertrimmung erkennen. Wieso die dann trotzdem mit 5% angegeben sind?

..TO220-Versionen halten bei uns..

Welche To-220 verwendest du?

[Später Gast]

kennt jemand in der grössenordnung 20mm auch widerstände/heizelemente, die höher als 250°tc aushalten? da kein halbleiter im spiel ist, müsste nur das isoliermaterial mitspielen. ich denke so an 400°C, ich möchte damit kunststoffe im direkten kontakt schmelzen.

Heizkartusche für 3d-Drucker? die normalen haben 40W, aber gibts bestimmt auch mit mehr. Lötkolben sollten auch gehen.

[Farbe]

Noch nachgeschoben, ein defekter Geknackter.

Meine Kamera ist nicht ganz so super, aber man kann die abgerauchte Kontaktierung an der linken Seite erkennen.

Der ist bei knappen 50W auf einem 30°C Kühlkörper gestorben. Laut Datenblatt muss er also >100°C gehabt haben.

[E_Tobi]

Schaut nach Widerstandsmaterial direkt auf Aluminiumoxid-Träger aus, genau wie normale Chipwiderstände.
Das Al-Oxidplättchen mit geschätzt 15x15x1mm³ sollte dann so in etwa 0.15K/W aufweisen, bei 100W ist die Widerstandsmasse unten also 15°C wärmer als die Unterseite wo der Kühlkörper aufliegen sollte.

[Farbe]

Deine Schätzung kommt sehr gut hin.
Bei 35,6WmK (geringster Wert für Al2O3 - wiki) und einer Fläche von gemessenen 13,85mmx11,85mm ergibt sich:
100W/(35,6WmK * ((13,85mm*11,85mm)/1mm)) = 17,115K
(auf die Einheiten achten m/mm)

Ich kann mir nicht vorstellen das das Material schon bei 25°C KK + 17,2K delta = 42,2°C beleidigt ist.
Die Rechnung hinkt aber ein bisschen, das Widerstandsmaterial hat ja dicke und leite Thermisch (Wahrscheinlich) nicht so gut wie die Keramik.

Ich schätze aber, solange wie die Keramik auch anliegen würde, wären 100W auf 25°C Kühlkörper drin.
Wahrscheinlich hat da die Oberfläche des Widerstandselements immernoch <150°C - Datenblatt sagt 175°C maximal wären ok. Ich vermute das da eher das Plastik von Gehäuse am Ende ist.

75W sollten dann erstrecht gehen, das wären nur 12K delta über der Keramik.

Vorausgesetzt die Keramik ist gut und das Plättchen liegt auch gut an.

[nero]

Der Kühlkörper hat an der Auflagefläche keine 25°C. wo du wieder bei

einen massiven, mit vorgekühlten, Wasser durchflossenen Kupferkühlklotz hast.

wärst.

Wenn alles ideal läuft werden die 100W sicher möglich sein.
Wenn das Gehäuse aber schon schief ist, dann isses allerdings auch nicht ideal.

Wenn du noch welche hast kannst sie ja mal ohne Gehäuse montieren.

[Farbe]

Kupferklotz+Wasser kommt mir etwas übertrieben vor.

Highend CPUs haben ja auch >100W auf winzigen Flächen.

Also hab ich das mal in Fusion360 gestopft.
Großer Alublock (6061- kein super gutes), 25°C an der Unterseite.
100W auf der Fläche von der Keramik.
Ergibt:

Schlechter als geschätzt, aber immer noch kein Beinbruch, ca 12k mehr als das Grundmaterial vom KK.

Damit wären wir also bei 25°C Kühlkörper + 12K im KK + sagen wir 5K in der Paste + 17K in der Keramik = ca 60°C an der Unterseite des Widerstandselements.

[E_Tobi]

Damit wären wir also bei 25°C Kühlkörper + 12K im KK + sagen wir 5K in der Paste + 17K in der Keramik = ca 60°C an der Unterseite des Widerstandselements.

Ja, die angenommenen 5K in der Paste sind das Problem, und in dem Fall auch die laterale Wärmeleitfähigkeit vom Kühler. Ein großer Block ist schon mal nicht verkehrt, aber wenn die Grundplatte vom Kühlkörper nur noch, sagen wir, 5mm dick ist, fliest die Wärme recht schlecht "seitlich" ab von so einem kleinen Gehäuse.
CPU-Kühler funktionieren bei den Wärmestromdichten weil der Anpressdruck hoch ist, die Wärmeleitpaste dünn, und die Kühler die Wärme direkt vom Hotspot wegtransportieren, per Phasenübergang (Heatpipe) oder Wasser- nicht erst waagrecht irgendwo anders hin.

[Bastelbruder]

Also könnte da ein Kupfer-Heatspreader was bewirken. Und das mit der "Einschraubenbefestigung" war wohl ein gaanz flacher Werbewitz. Ich meine daß der Drogenhändler trotzdem eine Rückmeldung ob der offensichtlichen Ausschuß"Qualität" bekommen sollte.

Schade daß die Grundplatte sich nicht löten läßt, bei HF-Transistoren hat das schon manchmal die Zuverlässigkeit deutlich verbessert.

[ferdimh]

Welche To-220 verwendest du?

Vishay RTO50