[HowTo] CPU Last simulieren - Kühlertest ohne Rechner

[loopy83]

Hallo,
nachdem ich einen Thread erstellt habe und ein paar Fragen hatte, habe ich meinen Kühlertest nun in die Tat umgesetzt.

Es geht um das Testen eines Luftkühlers / Wasserkühlers / Chillers / KoKü / LN2 Pot / Dice Pot usw usw....

Ich will zeigen wie man mit recht einfachen Mitteln seinen eventuell selbst gebauten Kühler testen kann, ohne seine CPU aufs Spiel zu setzen.

Hier wird mit einem hohen Strom gearbeitet. Sucht euch also als Arbeitsplatz eine feste und schwer entflammbare Unterlage!
Wer keinerlei Erfahrung mit Strom und Spannung hat, sollte sich lieber eine Fachkraft für Elektrotechnik o.Ä. zur Hilfe holen, sicher ist sicher.
Bei dem Veruch sollte auf eine ausreichende Isolierung geachtet werden.
Viele Bauteile (auch Kabel usw) können sehr heiss werden, hier also nicht blind irgendwo dran fassen!
Achtet zum Schutz eurer Messgeräte auf den richtigen Messbereich!
Alle Versuche geschehen auf eigene Gefahr. Jeder ist für sein eigenes Tun selbst verantworltich!

Es geht los mit der Schaltung:

Es kann auch jeder andere, beliebige N-Channel HochleistungsFET genommen werden. Der evtl. auch noch mehr Strom liefert, um noch höhere Leistungen simulieren zu können. Bei mir kam ein P10NK60Z zum Einsatz.

Dieser hat folgendes Ausgangsverhalten:


Die Verlustleistung berechnet sich dann nach obiger Schaltung:
P = 12V * gemessener Strom
Der Strom, der letzten Endes fließt wird durch die Gatespannung (Ugs) eingestellt. (siehe Diagramm)
Diese ist durch den Spannungsteiler entsprechend einstellbar. Dimensioniert man diesen anders, kann man auch höhere Spannungen an das Gate schalten.

Ich habe die Schaltung also aufgebaut.
Das Ganze sieht dann so aus... wie man gut erkennen kann, kommt ein ATX Netzteil zum Einsatz.


Der MOSFET in der Großaufahme, denn der kleine Kerl verrichtet dann alle Arbeit


Als Kühler habe ich zu Testzwecken einen Sonictower vergewaltigt.
Den einfach mit der mitgelieferten Halterung auf ein Brett geschraubt.


Zur Temperaturmessung habe ich ein Loch in den Kühlerboden gebohrt.
Da konnte ich dann ein Temperaturelement einführen um die Temperaturen direkt an der Basis messen zu können.


Unter die Halterung wird nun der MOSFET geklemmt.
Zum besseren Wärmeübergang habe ich Wärmeleitpaste aufgetragen:



Ein Multimeter für die Strommessung und eins für die Temperaturmessung.
Die Temperaturmesseung mit dem Multimeter ist für meine Zwecke hinreichend genau. Wenn man mal von ausgehen kann, dass das Zimmerthermometer auch keine allzu groeßen Abweichungen hat.


Der Aufbau sah dann so aus:


Nun Netzteil angeschmissen und los gehts.
Mit dem Poti auf ca. 7A (ca. 80W) gestellt und gewartet.
Zuerst der passive Betrieb. Die Kühlrippen wurden recht schnell warm, die Temperatur stieg auch recht schnell an.
Leider wurden bei 7A auch schon die Kontaktstellen warm. Sowohl in den Molexsteckern, als auch meine Messpitzen wurden warm. Bei 7A kommen eben schon die Übergangswiderstände zum tragen. Und da es ein rein provisorischer Aufbau war (mehr sollte es auch nicht sein oder werden), hatte ich die Lastkabel auch nur um die Messpitzen der Strommessung gewickelt.


Genau diese Übergangswiderstände haben mich dann wahrscheinlich auch daran gehindert, dass ich mehr als 7A einstellen konnte.
Gatespannung lag bei ca. 8V.... laut Diagramm hätten das schon fast 14A sein müssen.... aber naja.... der Strom wurde scheinbar gehindert zu fliessen.

Auch gab es thermische Drifts.... je wärme es wurde, desto kleiner wurde der Strom. Zwar nicht massiv, aber immerhin. Je kleiner der Strom aber wird, desto weniger Abwärme wird produziert... es wird also wieder kühler
Das pegelt sich dann irgendwann ein, es mangelt also auch nicht an Langzeitstabilität der Werte.

Bei mir hat sich das ganze bei ca. 80W bei 65 Grad und 6,36A eingepegelt.
(passiver Betrieb es Sonic Towers bei ca. 23 Grad Zimmertemperatur!)



Der MOSFET hat in etwas die Größe eines DIE der CPU.
Will man eine CPU mit einem IHS simulieren, kann man einfach eine zusätzliche Kupferplatte zwischen FET und Kühlerboden bauen.

So, ich hoffe ich habe an alles gedacht.
Wenn jemand Fragen hat, dann hier rein oder per PN !
Viel Spass beim Testen

MfG Loopy

[jAyR]

hi... netter bericht. ich kann es auf den bildern nicht erkennen, aber was hast du denn für ein multimeter für die strommessung, die billigen haben meist eh nur messbereich bis 10A.. würde das mit stromzange messen, wenn du eine zur verfügung hast

[Area51_ger]

Nice work done ^^ Is doch was besser als meine Fön Idee

[loopy83]

[...]aber was hast du denn für ein multimeter für die strommessung, die billigen haben meist eh nur messbereich bis 10A.. würde das mit stromzange messen, wenn du eine zur verfügung hast

Stromzange hab ich nicht.... das Strommultimeter ist ein billig 20€ teil von ebay.... kann aber bis 20A.... deswegen habe ich es mir gekauft
Ist laut Datenblatt auch recht genau....

MfG Loopy

[jAyR]

hi, also nur als tipp: ich würde auf ein vernünftiges multimeter setzten!
wenn die spitzen bei 6A anzeige schon heiß werden, brennt das ganze gerät bei 20A.... wir haben auf der arbeit nur bis 10A als standart, weil die guten die auch mehr könnnen kosten locker 200+ €. die liegen dann im schrank

würde da schon recht vorsichtig sein... so aufm teppichboden und blanke adern bei ~10A kann ich als elektrofachkraft nicht gutheißen!!! Also solltest du bitte IN DICK UND FETT auf die sicherheitsregeln hinweisen und vielleicht auch die beachtung der messbereiche erwähnen. danke

[loopy83]

Auch bei nem ordentlichen DMM würde die Spitze heiss werden. Die Spitze wird ja nicht heiss, weil sie scheisse ist, sondern weil die Übergangswiderstände zum Kabel hin zu gross sind. Und nur deswegen wird es an der Stelle etwas wärmer

Auf Vorsicht und die Anwesenheit einer Fachkraft werde ich noch editieren.
Aber ich bin auch Industrieelektroniker und fast fertiger ET Student.... bei 12V kann nicht viel passieren. Freilich wäre ein Tisch oder sowas besser, aber hatte ich gerade nicht zur Hand Eigentlich ist hier nur die Hitze gefährlich durch den hohen Strom... mehr nicht.
Ich hab den Versuch ja auf meinem bett gemacht

Aber Danke für den Hinweis....

[jAyR]

DANKE

btw.. habe heute auf der arbeit (systemelktroniker) kurz mitm kollegen (mit 15 jahren erfahrung) über den versuchsaufbau geredet und wir haben dass mal nachgestellt... ergebnis:

ein voltkraft dmm mit 15A messbereich war nach 10min bei 10A sehr warm, nach 30 aus, kam auch nicht mehr zurück... mussten wir aufmachen und reparieren...

ein fluke dmm mit 10A messbereich war nach 30min bei 10A warm... nach 35 aus, aber kommt sofort zurück...

zangenampermeter hab ich nach 2h ausgeschaltet... handwarm

also empfehle ich hier schon vernünftige gerätschaften. dmm sind nicht für dauerstrommessungen ausgelegt ... zangen-amperemeter ist da schon vernünftig und kostet auch nicht mehr als ein dmm

also wer es nachmachen will sollte sich eher ein multimeter und ein zangenampermeter zulegen

[loopy83]

Ah ok.... dann DANKE für den Hinweis
Ich bin ja über 7A nicht hinaus gekommen und warm war meins nicht und hat auch alle anstandslos mitgemacht. Vielleicht wäre es ja nach längerer Nutzung auch kaputt oder aus gegangen... wer weiss....

Aber danke für das Überprüfen!

MfG Loopy