Wärmewiderstand der Grenzfläche aus eloxiertem Aluminium

Ich erwäge extrudierte Aluminiumgehäuse für einen Leistungsverstärker, muss aber etwas mit bis zu 255 W Wärme tun. Derzeit habe ich einen ausreichenden Kühlkörper, der direkt an die Transistoren angeschlossen ist. Welche Wärmeleistung kann ich erwarten, wenn ich die Transistoren an das Gehäuse aus eloxiertem Aluminium und den Kühlkörper daran anbringe (natürlich alle mit geeignetem Wärmeleitpaste)? Kann ich den zusätzlichen Wärmewiderstand aufgrund der Grenzfläche zwischen den Teilen abschätzen?

Die Beschichtung (auf beiden Seiten) hat eine Dicke von etwa 50 um oder weniger (z. B. gemäß diesem Papier ) und eine Wärmeleitfähigkeit von 0,5 ... 1,5 W / km (verwenden wir 1,0 W / km in der folgenden einfachen Berechnung).

Das Gehäuse aus extrudiertem Aluminium hat eine Dicke von 1,5 mm und eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 200 W / km.

Die Wärmeleitpaste hat eine mehr oder weniger undefinierte Dicke (die sich auch im Laufe der Zeit ändert) im Bereich von 50 bis 100 um. Als Faustregel gilt, dass Designer die Schichtdicke häufig auf 100 um und die Wärmeleitfähigkeit auf 1 W / km einstellen.

Dies ergibt ein Wärmewiderstandsleistungsmodul "Gehäuse zum Sinken" von

$$\begin{align} R_{th} &= {2 \cdot \num{50e-6} \over A} + {\num{1.5e-3} \over 200 \cdot A} + {2 \cdot \num{100e-6} \over A} \\ &= {\num{100e-6} + \num{7.5e-6} + \num{200e-6} \over A} \\ &= {\num{0.3e-3} \over A} \end{align}$$

mit $A$ Dies ist die Gehäusegröße (Grundfläche) des Halbleitermoduls in Quadratmetern.

Ohne das Gehäuse (Leistungsmodul direkt am Kühlkörper) ist Ihr tatsächlicher Wärmewiderstand etwa dreimal kleiner:

$$R_{th} = {\num{100e-6} \over A} = {\num{0.1e-3} \over A}$$