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