BCR421 Verlustleistung berechnen

  • Hi Leute,


    Ich habe hier noch einige BCR421 aus der letzten Sammelbestellung rumliegen. Wollte sie jetzt endlich verbauen.
    Jetzt bin ich mir aber ziemlich unsicher, wie ich die Verlustleistung bei denen berechne.


    Das sind ja linear Regler. Aber die Abmessungen und auch die Pads sind derart klein, dass ich mir über die eine vernünftige Wärmeabgabe nicht vorstellen kann.
    Im Datenblatt steht was von Voltage drop = 0,95V allerdings bei nur 10 mA Iout.


    Berechne ich die Verlustleistung mit Pverlust = (Veingang - Vleds - Vdrop) * Iout ??


    Also als konkretes Beispiel:
    Veingang = 24V
    Vleds = 7 * 3,0V = 21V
    Vdrop = 0,95V ??
    und Iout = 100mA


    --> Pverlust = 0,2W Kann das sein?


    Und laut Datenblatt ist bis 100°C Ptot 1W. Wie sollte man am besten die Pads designen, damit die 1W auch abgeführt werden können im schlimmsten Fall?? Bzw über welche Pads wird die Wärme abgeführt??


    Ich danke für eure Hilfe.

  • Nee, die Leistung berechnet sich wie bei nem Vorwiderstand, letztlich ist so eine lineare KSQ ja nix anderes als "ein sich selbst einstellender Vorwiderstand"...


    also halt Spannung, die drüber abfällt, mal Strom, der durch muss - in Deinem Beispiel also (24 V - 21 V) * 0,1 A = 0,3 W


    Vdrop ist nur der minimale Drop, den das Teil zum Arbeiten braucht, tatsächlich fällt daran eben Vin - Vleds ab


    EDIT: Übersehen, Du willst ja noch nen zusätzlichen externen Widerstand für höheren Strom dran - über diesen fällt dann Vdrop ab, aber es fließt nicht der komplette Strom durch - also die 0,95 V * Strom durch den Widerstand gehen dann von der Verlustleistung für den BCR weg... das ist aber nur ein kleiner Teil (bei 10 Ohm dann 0,09 W)


    klar, da bist Du bei der Rechnung nun wieder ca. bei Deinen 0,2 W, das ist hier aber ein Zufall, weil die 0,09 W für den R konstant sind, unabhängig von der Eingangs- und LED-Spannung - das meiste muss der Transistor in dem Teil verbraten, der regelt ja....


    Pads möglichst groß, aber 1 W würde ich dem Winzling nicht wirklich zumuten wollen, wie bei jeder linearen KSQ drauf achten, dass der Drop nicht zu groß wird


    ich gehe mal davon aus, dass die Wärme an allen Pins gleichmäßig raus kommt, bei ICs ist normal in der Mitte der Chip, und dann zu allen Pins gebondet - das ist nicht so wie bei LEDs, wo der Chip auf einem dickeren Träger sitzt (über den dann die meiste Wärme raus geht) und dann nur ein Bonddraht dran... lasse mich da aber auch gerne eines besseren belehren

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  • Ergänzung:

    das meiste muss der Transistor in dem Teil verbraten, der regelt ja....

    Und diese Leistung rechnest Du mit dieser Formel:

    (Veingang - Vleds - Vdrop) * Iout

    aus, deswegen stimmt die für Deinen Fall hier so halbwegs - da kommt dann nur noch der Teil dazu, den der interne Widerstand verbraten muss...


    der verbrät konstant Vdrop * 10 mA (aber nicht Vdrop * 100 mA, 90 gehen in dem Fall über den externen Widerstand), also konstant 0,0095 W, die zu Deiner Rechnung noch dazu müssten ;) - die kann man hier natürlich vernachlässigen.

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  • Jetzt bin ich mir aber ziemlich unsicher, wie ich die Verlustleistung bei denen berechne.


    Du hast im Wesentlichen 3 Komponenten (etwas vereinfacht, Diodenflussspannung=0,7V):


    1. Der Referenzpfad (EN-->Masse)
    Der Strom in diesen Pfad ist IEN=(24V-1,4V)/1k5=15mA. Die Leistung also 24V*15mA=360mW.


    2. Der Transistor
    Seine Uce=24V-21V-0,7V=2,3V, die Leistung also 2,3V*100mA=230mW.


    3. Der interne Emitterwiderstand
    Laut Datenblatt hat der 95R und der Strom ist 10mA. Also ist die Leistung I*I*R=0,01A*0,01A*95R=9,5mW


    Das ergibt eine Gesamtverlustleistung von 600mW. Der größte Anteil stammt aus dem Referenzpfad, der für 24V zu niederohmig ist. Du solltest unbedingt einen 18K-Widerstand vor den EN-Pin schalten.

  • Hier nochmal ein Hinweis von mir: der BCR421 ist der, der überhaupt mit PWM betrieben werden kann, zumindest nach der Idee der Hersteller. Der 420er wird ja direkt mit Vcc verbunden und man kann den über die Versorgung mit dimmen. Ist aber lt. Infineon nicht gedacht.


    Beim BCR421 muss man wieder beachten, dass der PWM-Eingang nur bis 4,5V ausgelegt ist. Man kann also gerade nur den µC daran anschließen, nie über die Versorgung dimmen.


    Bei mir hat es sich so ergeben, dass ich 7 rote LEDs in Reihe bei 60mA betreibe. Damit fallen über 10V am BCR ab. Man kann sich gut vorstellen, dass der sich dabei ordentlich erwärmt. Eine spezielle Kühlung ist zumindest nicht vorgesehen. Der soll aber wirklich bis 1W abkönnen. Ist nur die Frage, wie lange. Aber er hat ja einen negativen Temperatur-Koeffizient, was das ein wenig ausgleicht.

  • Der größte Anteil stammt aus dem Referenzpfad

    Ja, da bin ich nun davon ausgegangen, dass er den BCR421 genommen hat, weil er ihn über nen µC dimmen will - für rein ne Beleuchtung mit Dauer-an wäre dann natürlich der 420 besser, weil da der Bias-Widerstand ja intern schon größer ist...


    nichtsdestotrotz habe ich diese ca. 0,012 W (bei 5 V vom µC) natürlich bei meiner Rechnung unterschlagen, das stimmt schon... ;) - das liegt daran, dass das bei mir im Hinterkopf so gespeichert ist, dass die Leistung in diesem Pfad gegenüber der gesamten meist ("instructables-KSQ" etc.) "vernachlässigbar" gering ist und ich das daher gern vergesse... :whistling:


    Der 420er wird ja direkt mit Vcc verbunden und man kann den über die Versorgung mit dimmen. Ist aber lt. Infineon nicht gedacht.

    Sollte aber wohl kein Problem sein, da ja ein ganz simpler linearer Regler...?


    EDIT: Ist nun Haarspalterei, aber müsste es hier:

    2. Der Transistor
    Seine Uce=24V-21V-0,7V=2,3V, die Leistung also 2,3V*100mA=230mW.

    nicht heissen 24V-21V-0,95V, weil ja 0,95 V als Spannung zwischen Pin 6 und 4, und damit auch über dem internen Referenzwiderstand angegeben sind...?


    das hat mich vorher schon verwirrt, weil ich kenne diese Schaltung ansonsten diskret aufgebaut mit 2x 0,7 V für die Dioden und dann 0,7 V BE, und damit 0,7 V für den Referenzwiderstand, also k.A., warum es hier 0,95 V sind.. ?(

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  • Sorry, dass ich mich so lange nicht gemeldet hab. Tierisch Stress mit meiner BA.


    Ich wollte mich aber noch herzlich bei euch bedanken. Wieder mal perfekt geholfen worden.
    Wenn wieder Zeit ist, kann ich meine Platine dementsprechend auslegen.



    Viele Grüße
    Philipp