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FORUM RADIOAMATORIALE - Dissipazione calore LDMOS di potenza

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IK6BLO

meno di 50 messaggi sul Forum

Inserito il - 16/02/2020 : 17:25:43
Ho costruito un amplificatore HF che utilizza due LDMOS MRF300, alimentazione 42 Volts 12 Amper assorbimento potenza in uscita 300-400Watt. La mia domanda è la seguente: Noto che dopo alcini muniti di trasmissione la temperatura dei Mos nel lato superiore del case raggiunge circa 100 gradi centigradi, mentre il dissipatore di rame inferiore raramente supera i 45 gradi centigradi. E' normale questo comportamento? Per il resto il funzionamento è OK. Metto una foto dell'amplificatore. Immagine: 183,09 KB


Prov.: Ancona ~ Città: Fabriano ~ Messaggi: 11 ~ Membro dal: 20/03/2019 ~ Ultima visita: 27/04/2020

iw2fiv

oltre 1000 messaggi sul Forum

Inserito il - 16/02/2020 : 17:33:00

Pariamo dalle cose più semplici
1) hai messo della pasta conduttrice tra MOS e dissipatore?
2) il punto di contatto tra dissipatore e MOS, sul dissipatore, è perfettamenre liscio?
3) che tipo di pasta hai usato quella per PC non è la migliore perchè tende a seccare

Ciao Carlo

Firma di iw2fiv

“E se tutti quanti accettavano la menzogna imposta dal Partito, se tutti i documenti raccontavano la stessa favola, ecco che la menzogna diventava un fatto storico, quindi vera. “Chi controlla il passato” diceva lo slogan del Partito “controlla il futuro. Chi controlla il presente controlla il passato.”

G. Orwell 1984

Regione Lombardia ~ Prov.: Milano ~ Città: Milano ~ Messaggi: 1820 ~ Membro dal: 10/03/2005 ~ Ultima visita: 03/11/2024

IK6BLO

meno di 50 messaggi sul Forum

Inserito il - 16/02/2020 : 20:17:15
Ho messo metallo liquido. Sul mosfet ha aderito perfettamente. Sul rame l'aderenza è stata solo parziale. Ho usato una lastrina di rame da 2 mm che ho imbullonatp ad dissipatore di alluminio bello grande. Temo che il rame aveva una specie di vernice che non ha permesso al metallo liquido di aderire perfettamente. Posso provare a scartavetrare il rame . Volevo solo sapere se è capitato a qualcun altro che la temperatura nella parte superiore al mosfet fosse superiore ( quasi doppia ) alla temperatura del dissipatore su sui è fissato il mosfet. Ho fatto diversi QSO , la temperatura dei mosfet arriva a circa 100 gradi, poi si stabilizza. Il datasheet parla di 150 gradi di temperatura massima. Fino ad ora i mosfet hanno retto.


Prov.: Ancona ~ Città: Fabriano ~ Messaggi: 11 ~ Membro dal: 20/03/2019 ~ Ultima visita: 27/04/2020

IZ2IAM

oltre 3000 messaggi sul Forum

Inserito il - 17/02/2020 : 10:36:29

Metallo liquido?!?!?
Non è mica quella resina bicomponente che poi indurisce?
Se così fosse, toglila immediatamente e usa pasta al silicone bianca. Serve giusto un velo, non di più.
Se il corpo mosfet ha una temperatura di 100C e l'aletta di raffreddamento max 45C allora vuol dire semplicemente che non c'è trasferimento di calore (termodinamica docet)….e il mosfet è lì per andare in paradiso.

73
Danilo IZ2IAM

Modificato da - IZ2IAM in data 17/02/2020 13:13:09

Firma di IZ2IAM

http://iz2iam.jimdo.it
OB 11-3 @ 21mt
1/4lambda GP x 40/60/80m
Half Sloper x 80mt
4El Homemade V-Beam x 50Mhz @4mt
V/UHF Homemade Yagi 5+8el @ 2mt
IC7400 / FT1000MP
GS35b homemade HF linear amplifier.
8877 6m monoband homemade linear amplifier.
3CX800 2m homemade linear amplifier.

Regione Lombardia ~ Prov.: Milano ~ Città: Bollate ~ Messaggi: 3326 ~ Membro dal: 24/11/2006 ~ Ultima visita: Ieri

IN3ECI

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Nota:

Inserito il - 17/02/2020 : 12:38:29

Messaggio di IK6BLO
(...)Noto che dopo alcini muniti di trasmissione la temperatura dei Mos nel lato superiore del case raggiunge circa 100 gradi centigradi, mentre il dissipatore di rame inferiore raramente supera i 45 gradi centigradi. E' normale questo comportamento? (...)

si è normale. il dissipatore "dissipa" sopratutto se è di rame e non di alluminino . non si vede in foto, ma la capacità di raffreddare dipende sia dalla dimensione, sia dalla massa sia da quanta superficie di contatto con l'aria permette ( oppure ha una ventola che convoglia tra le lamelle aria forzata) . Quelli in alluminio hanno una efficienza più bassa. Se come leggo, poi la temperatura si stabilizza, significa che il rame riesce ad assorbire bene il calore prodotto e quindi non permette al MOS di surriscaldarsi. Ritengo che la pasta conduttiva utilizzata sia adeguata.

Modificato da - IN3ECI in data 17/02/2020 12:40:30

Firma di IN3ECI

FT-817 + Dolomiti.. what else ? http://www.in3eci.it IQRP 834 http://aprs.fi/#!mt=roadmap&z=16&ca...00&tail=3600

...VOLEVO CHIEDERE UNA COSA A QUELLI CHE SANNO SEMPRE TUTTO:L'HO CHIUSA LA MACCHINA ??

Regione Trentino - Alto Adige ~ Prov.: Bolzano ~ Città: BOLZANO ~ Messaggi: 4491 ~ Membro dal: 27/09/2009 ~ Ultima visita: 10/06/2022

iz2hfg

oltre 5000 messaggi sul Forum

Inserito il - 17/02/2020 : 13:41:24

Proprio "normale" non direi..........di solito è bene non superare i 70° misurati sul case del dispositivo.

Inoltre un buon dissipatore, ovviamente adeguato per la potenza da dissipare (considerando necessariamente il valore della temperatura ambiente) di solito, mantiene nella norma anche la temperatura del case, se ciò non accadesse allora i motivi possono essere (semplificando) sostanzialmente questi:

1) Superficie di contatto tra dispositivo e dissipatore imperfetta.
2) Uso eccessivo o insufficiente di grasso al silicone.
3) Potenza assorbita dal dispositivo maggiore del dovuto.

Possibili soluzioni (semplificando):

1) Lappare perfettamente la superficie del dissipatore.
2) Togliere l'eccesso lasciando un velo molto sottile ed uniforme.
3) Ridurre la potenza di pilotaggio e/o migliorare l'adattamento del dispositivo onde ottenere minor corrente assorbita.

In bocca al lupo!

Modificato da - iz2hfg in data 17/02/2020 13:44:51

Firma di iz2hfg

73 de Franco, IZ2HFG
SWL I2-1794
- Alla prima luce del quinto giorno, all'alba, guarda ad Est.....
- Habere non haberi!
- So di non sapere!
- Sono sempre pronto ad imparare, non sempre a lasciare che mi insegnino.
- Contro la stupidità, neanche gli dei possono lottare con successo.
=-> NO MSG PRIVATI <-=
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((((73))))

Regione Lombardia ~ Prov.: Varese ~ Città: Viggiù ~ Messaggi: 5623 ~ Membro dal: 18/11/2005 ~ Ultima visita: Ieri

IN3ECI

oltre 3000 messaggi sul Forum

Nota:

Inserito il - 17/02/2020 : 14:42:18

iz2hfg ha scritto:

Proprio "normale" non direi..........di solito è bene non superare i 70° misurati sul case del dispositivo.

nel caso specifico il datasheet assicura i 150°C , daccordo che magari non sarà la temperatura di esercizio continuativo, ma lavorano a 2/3 del calore massimo. è un buon margine di sicurezza..
oppure hanno tradotto male il buggiardino dei finali e i 150° erano in realtà Faranheit e non Celsius... Se il MOS arriva a 100° è molto probabile che la lamiera di copertura tocchi i 70° ( dipende a che distanza è dai finali. dalla foto, se il bordo e quello che si vede a sinistra, ci sono un paio di cm al massimo.. )

Modificato da - IN3ECI in data 17/02/2020 14:50:24

Firma di IN3ECI

Regione Trentino - Alto Adige ~ Prov.: Bolzano ~ Città: BOLZANO ~ Messaggi: 4491 ~ Membro dal: 27/09/2009 ~ Ultima visita: 10/06/2022

ik3pda

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Inserito il - 17/02/2020 : 14:48:42

iz2hfg ha scritto:
1) Superficie di contatto tra dispositivo e dissipatore imperfetta.
2) Uso eccessivo o insufficiente di grasso al silicone.
3) Potenza assorbita dal dispositivo maggiore del dovuto.

leggo spessore rame 2 mm ... di regola vedo almeno 3 volte tanto se non altro per riuscire a darci una fresata ed essere certi che una volta avvitato all'alluminio sia sufficientemente rigido da mantenere uniformemente il contatto.
non so se possa andare ma a me 2 mm paiono pochini ...

Modificato da - ik3pda in data 17/02/2020 14:50:40

Firma di ik3pda

On a long enough timeline, the survival rate for everyone drops to zero.

Regione Veneto ~ Prov.: Rovigo ~ Città: Adria ~ Messaggi: 3722 ~ Membro dal: 09/12/2004 ~ Ultima visita: 03/11/2024

I2NOY

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Inserito il - 17/02/2020 : 15:54:22

Metallo liquido da evitare, soprattutto se i metalli a contatto sono diversi. E' ancora peggio dei vari mistoni che si usano per i PC.
Usa il classico silicone caricato con ossido di Al, quello bianco, e soprattutto controlla che le due facce siano in piano e quasi a specchio, come finitura.

Firma di I2NOY

Maurizio

Regione Lombardia ~ Prov.: Milano ~ Città: Milano ~ Messaggi: 909 ~ Membro dal: 16/12/2018 ~ Ultima visita: 03/11/2024

IK6BLO

meno di 50 messaggi sul Forum

Inserito il - 17/02/2020 : 22:37:26
Ho usato il metallo liquido per un miglior contatto elettrico del source a massa oltre che una migliore dispersione termica . Da quello che ho letto non dovrebbe intaccare il rame. Fino ad oggi ho fatto diversi QSO in HF , la temperatura dei mosfet ( lato superiore ) arriva fino a 100 gradi centigradi poi sembra stabilizzarsi anche perchè ho messo una ventola sopra i mosfet . La temperatura del dissipatore inferiore arriva anche a 50 gradi centigradi. Appena smetto la trasmissione vedo la temperatura dei mosfet scendere rapidamente. Certo che la dissipazione termina nella mia realizzazione non è ottimale, per ora credo che lascerò l'apparecchio così , se dovessero esserci problemi ai mosfet a causa dell'alta temperatura dovrò optare per una piastra di rame più spessa ed ampia ed un dissipatore di alluminio più grande. Grazie per i consigli.


Prov.: Ancona ~ Città: Fabriano ~ Messaggi: 11 ~ Membro dal: 20/03/2019 ~ Ultima visita: 27/04/2020

ik2bcp

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Inserito il - 18/02/2020 : 00:14:15

Ciao Roberto,
innanzitutto, complimenti per la tua realizzazione, tutta "home made", compresi i circuiti stampati.
Proviamo a fare due conti: con una R0jc di 0,55C°/W e considerando una potenza assorbita di 500W con una potenza dissipata che va da 100 a 200W, 100°C sul case diventano dai 127 ai 155°C sulla giunzione, che sono entro il limite dei 175°C indicati sul data sheet.
Questo comporterebbe un tempo medio fra i guasti (MTTF) dai 2 ai 10 milioni di ore (bisognerebbe poi aver voglia di analizzare come l'hanno calcolato...).
Se poi teniamo conto che non stai sempre in TX e, quindi, la temperatura media è sicuramente più bassa, io sarei abbastanza tranquillo, anche se per pignoleria cercherei comunque di migliorare ulteriormente la conducibilità tra MOSFET e dissipatore.
Gli MRF300 non li conoscevo, sono proprio dei begli oggettini che non costano neanche particolarmente cari.
73 e complimenti ancora!
Guido, ik2bcp

Modificato da - ik2bcp in data 18/02/2020 00:15:33

Firma di ik2bcp

Sezione ARI di Brescia

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IZ2IAM

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Inserito il - 18/02/2020 : 12:21:44

BLO, ma il "metallo liquido" che hai usato è per caso una resina bicomponente che poi indurisce?
Per curiosità….

73
Danilo IZ2IAM

Firma di IZ2IAM

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IK6BLO

meno di 50 messaggi sul Forum

Inserito il - 18/02/2020 : 20:33:55
No , è una pasta termica in metallo liquido che ha una capacità di trasmettere il calore maggiore rispetto alle paste termiche che si usano normalmente. Altra caratteristica per cui l'ho scelta è che è conduce elettricità. I mosfet da me usati hanno la parte metallica a contatto con il dissipatore che è collegata al source dell'LDMOS , per cui è importante un buon contatto elettrico a massa.


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ik2bcp

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Inserito il - 19/02/2020 : 23:41:36

Roberto, una curiosità: i toroidi del filtro passa basso sono T50 o T68?
Con 400W scaldano o restano freddi?
73 e TNX de Guido, ik2bcp

Firma di ik2bcp

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iw2fiv

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Inserito il - 21/02/2020 : 14:22:44

Hai avuto la mia stessa osservazione anche a me sembrano così piccoli

Saluti Carlo

ik2bcp ha scritto:

Roberto, una curiosità: i toroidi del filtro passa basso sono T50 o T68?
Con 400W scaldano o restano freddi?
73 e TNX de Guido, ik2bcp

Firma di iw2fiv

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IK6BLO

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Inserito il - 21/02/2020 : 20:35:07
Sono T 68 , non scaldano. Forse i relè sono un pò al limite, ma finchè reggono li tengo.


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ik2bcp

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Inserito il - 22/02/2020 : 23:49:30

IK6BLO ha scritto:

Sono T 68 , non scaldano. Forse i relè sono un pò al limite, ma finchè reggono li tengo.

Grazie delle info!
73 de Guido, ik2bcp

Firma di ik2bcp

Sezione ARI di Brescia

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iw2fiv

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Inserito il - 23/02/2020 : 10:40:04

grazie

IK6BLO ha scritto:

Sono T 68 , non scaldano. Forse i relè sono un pò al limite, ma finchè reggono li tengo.

Firma di iw2fiv

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IK1LBW

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Inserito il - 24/02/2020 : 11:15:46

Buongiorno a tutti...

Rispondendo a Roberto...

Consiglierei anch'io di giocare molto per un maggiore trasferimento di calore tra lo MRF-300 e l'aletta di raffreddamento (che in figura non si vede).

Elimina il tramite con il rame. Usa ottima pasta conduttiva e blocca bene i case direttamente sul dissipatore.

Piccola prova (non so' se l'hai gia' fatta...):

by-passa rele' e filtri per un test e su carico ri-valuta la temperatura.

Personalmente non vedo bene i T68xx utilizzati a quelle potenze cosi come quei rele'.

Dalla foto le due resistenze da 560 ohm (1watt) dovrebbero appoggiare sul case dei MRF-300.

Immagine:

89,73 KB

allego link:

https://qrpblog.com/2019/10/a-600w-...mos-devices/

Comunque ottimo lavoro...tienici informati.

73 armando

Firma di IK1LBW

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IN CASO DI VENDITA ACCETTO PAGAMENTI SOLO TRAMITE POSTEPAY.

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IW6MME

oltre 2000 messaggi sul Forum

Inserito il - 10/03/2020 : 14:31:38

mi riallaccio a questa interessante discussione per porvi un quesito sempre inerente la dissipazione di calore di un ldmos. Ho recuperato questa lastra di rame di 23x16cm, spessa 3mm, con una miriade di fori da 3mm come ben visibile in foto. Vorrei sapere se la ritenete adatta per interporla tra il dispositivo LDMOS ed il suo dissipatore di alluminio considerando la grossa superficie O se considerando i fori e lo spessore di soli 3mm, potrebbe non essere adatta ad incrementare lo scambio termico col dissipatore in alluminio. Eventualmente potrei tentare di chiudere i fori con bacchette in rame x saldatura.
grazie.

Modificato da - IW6MME in data 10/03/2020 14:33:13

Firma di IW6MME

ITA124
E’ sempre opportuno, prima di sparare un colpo, assicurarsi di essere adeguatamente protetti dai medesimi, sparati dall’avversario e ancor più dai propri che potrebbero rimbalzare accidentalmente. Meglio un buon elmetto, prima che un fucile ed una mira scadenti.

Regione Abruzzo ~ Prov.: Pescara ~ Città: citta` sant'angelo ~ Messaggi: 2734 ~ Membro dal: 26/03/2008 ~ Ultima visita: 06/11/2024

IW9BID

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Inserito il - 10/03/2020 : 21:43:24

IW6MME ha scritto:

mi riallaccio a questa interessante discussione per porvi un quesito sempre inerente la dissipazione di calore di un ldmos. Ho recuperato questa lastra di rame di 23x16cm, spessa 3mm, con una miriade di fori da 3mm come ben visibile in foto. Vorrei sapere se la ritenete adatta per interporla tra il dispositivo LDMOS ed il suo dissipatore di alluminio considerando la grossa superficie O se considerando i fori e lo spessore di soli 3mm, potrebbe non essere adatta ad incrementare lo scambio termico col dissipatore in alluminio. Eventualmente potrei tentare di chiudere i fori con bacchette in rame x saldatura.
grazie.

Ciao, è una bella piastra non cè che dire ma per quanto ne so lo spessore dovrebbe essere più alto diciamo a partire da 5mm. in sù per l'uso ottimale con un Ldmos.
Per quanto riguarda i fori e sono tanti, anche se da 3 mm. di dim. dopo la loro chiusura la piastra andrebbe lappata perché la specularitá delle due superfice è fondamentale per lo scambio termico lo stesso dicasi per il dissipatore in alluminio.
Mi permetto di suggerirti oggi di prendere in considerazione il raffreddamento a liquido
che è un vero portento.
Saluti e buon lavoro.

Modificato da - IW9BID in data 10/03/2020 21:45:04

Regione Sicilia ~ Prov.: Catania ~ Città: Aci San Antonio ~ Messaggi: 1462 ~ Membro dal: 14/04/2012 ~ Ultima visita: 06/11/2024

IW6MME

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Inserito il - 11/03/2020 : 08:03:32

Chiudere i fori e poi rettificarla è fattibile. X lo scarso spessore,speravo che la superficie ampia potesse aiutare. Il raffreddamento ad acqua non lo avevo valutato.grazie.

Firma di IW6MME

Regione Abruzzo ~ Prov.: Pescara ~ Città: citta` sant'angelo ~ Messaggi: 2734 ~ Membro dal: 26/03/2008 ~ Ultima visita: 06/11/2024

IK6BLG

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Inserito il - 14/03/2020 : 16:38:57

IW6MME ha scritto:

Chiudere i fori e poi rettificarla è fattibile. X lo scarso spessore,speravo che la superficie ampia potesse aiutare. Il raffreddamento ad acqua non lo avevo valutato.grazie.

Andrea se mi dai le dimensioni della piastra vedo tra le mie cose in garage. Potrei avere qualcosa da un centimetro di spessore per 10 cm di lato. le facce sarebbero da rettificare e lucidare per accoppiarle perfettamente al dissipatore...

Modificato da - IK6BLG in data 14/03/2020 16:39:45

Firma di IK6BLG

Sezione A.R.I. Pescara

Prov.: Chieti ~ Città: Chieti ~ Messaggi: 909 ~ Membro dal: 14/03/2007 ~ Ultima visita: 04/11/2024

IW6MME

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Inserito il - 14/03/2020 : 17:40:10

valerio grazie, ma la piastra del circuito ancora non la ho e quindi non saprei le misure. vorrei riciclare questa tutta forata perchè è molto prossima alla superficie lappata del dissipatore in alluminio. mi piacerebbe usarla perchè è gia rettificata di fabbrica e nel caso dovrei solo tappare qualche foro per scrupolo. comunque ti farò sapere sugli sviluppi.

Firma di IW6MME

Regione Abruzzo ~ Prov.: Pescara ~ Città: citta` sant'angelo ~ Messaggi: 2734 ~ Membro dal: 26/03/2008 ~ Ultima visita: 06/11/2024

IZ1QXJ

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Inserito il - 24/03/2020 : 14:05:37

Io aumenterei lo spessore della piastra di rame, io ne ho fatto uno da 600W circa e scalda molto meno alla massima potenza, pasta conduttrice tra rame e LDMOS basta un velo.
Bella la tua realizzazione, carino e contenuto il pcb dei passa basso, puoi condividere il lay out del pcb?

73
Antonio

Firma di IZ1QXJ

http://hamcall.net/call?callsign=iz1qxj

http://www.qrz.com/db/

Regione Liguria ~ Prov.: Genova ~ Città: Genova ~ Messaggi: 488 ~ Membro dal: 11/09/2009 ~ Ultima visita: 21/10/2024

IU3CQP

oltre 50 messaggi sul Forum

Inserito il - 27/03/2020 : 11:47:07

Io curerei molto di più il trasferimento di calore tra mos e dissipatore come già ti hanno detto, con 2 soluzioni , o elimini la piastrina di rame che così fina no ha senso oppure ne utilizzi una con maggior spessore io nei mie utilizzo sempre 1 cm di spessore.
Per quanto riguarda la temperatura al case è veramente tanto alta come dice bene IZ2HFG, sarebbe opportuno non superare i 70/75 gradi.
Anche perché la potenza che dissipa il mos in calore è veramente esigua , se si considera un rendimento minimo del 70% ( più basso ancora del minimo dato sul data) su una potenza di uscita di 500W si hanno 150W dissipati in calore che corrispondono a 75W per mos, praticamente la temperatura non si dovrebbe quasi discostare da quella del dissipatore.
Ti porto come esempio la nostra ultima realizzazione fatta con un blf188xr testato in rtty e cw key-down per 2 minuti consecutivi con 1100W out, la temperatura esterna del mos non è mai salita sopra i 60 gradi.
Per darti un' idea la temperatura che leggi sulla foto è la placca di rame molto vicino al mos.

Immagine:

71,96 KB

73 de IU3CQP

Firma di IU3CQP

IU3CQP Manuel JN65DM

iu3cqp@gmail.com

http://www.ik3ghy.it/

Regione Veneto ~ Prov.: Venezia ~ Città: Favaro Veneto ~ Messaggi: 62 ~ Membro dal: 28/08/2014 ~ Ultima visita: 28/11/2020

IW6MME

oltre 2000 messaggi sul Forum

Inserito il - 27/03/2020 : 13:27:22

anche se non commento ogni volta, io lleggo e vi ringrazio. nel frattempo ho scoperto che quella piastra non è di rame ma di ottone ramato. quindi scartata e data al ferrovecchio.

Firma di IW6MME

Regione Abruzzo ~ Prov.: Pescara ~ Città: citta` sant'angelo ~ Messaggi: 2734 ~ Membro dal: 26/03/2008 ~ Ultima visita: 06/11/2024

ik7gxr

oltre 100 messaggi sul Forum

Inserito il - 27/03/2020 : 21:18:45
Giusto per avere una misura sul costo del rame: piastra 20 X 20 cm spessore 1 cm trovata non senza difficoltà in germania. Pagata 160 euro più spedizione. Il rame costa un occchio...


Regione Puglia ~ Prov.: Bari ~ Città: Bari ~ Messaggi: 356 ~ Membro dal: 03/03/2005 ~ Ultima visita: 06/11/2024

IW6MME

oltre 2000 messaggi sul Forum

Inserito il - 27/03/2020 : 21:44:10

è solo questione di tempo ma posso trovarla a costo 0, recuperando qualche spezzone delle barre di alimentazione a 48V. la sola cosa che mi scoccia è chiedere il favore. per quello volevo riciclare quella piastra,rivelatasi poi inutilizzabile. Usciamo dal fosso e poi si procede.

Firma di IW6MME

Regione Abruzzo ~ Prov.: Pescara ~ Città: citta` sant'angelo ~ Messaggi: 2734 ~ Membro dal: 26/03/2008 ~ Ultima visita: 06/11/2024

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