L7805 destruido - ¿por qué?

Question

Usé un L7805 para alimentar un Raspberry PI y funcionó durante unos 10 segundos, luego empezó a echar humo y morir. El L7805 está clasificado para 1.5A y 35V de entrada de CC. La fuente de alimentación era de 24V de CC (en realidad eran dos adaptadores de 12V de CC y 1A conectados en serie) que medía 30V de CC sin carga (obviamente bajará a cerca de 24V de CC con carga). Los 24V de CC son estándar en controles industriales. No coloqué los capacitores en la entrada y salida que veo ahora en las hojas de datos. ¿Podría haber causado la falta de estos capacitores el fallo?

Debido a que la entrada es de 24V de CC y la salida es de 5V de CC, se generaría mucho calor. ¿Sería mejor usar un circuito de alimentación conmutado? La hoja de datos dice que se necesita un disipador de calor para cualquier cosa superior a 1A. El PI usa menos de 1A sin ningún dispositivo conectado, lo cual no tenía conectado ninguno.

¿Qué más podría hacer para hacer que el 7805 sea más robusto (además de agregar los capacitores, por supuesto)?

Gracias

Answer 1

Los reguladores lineales (como el 7805 y partes similares) tienen una característica muy simple.

Potencia disipada = \$ (V_{in} - V_{out}) \cdot I_{out} \$ (más \$ V_{in} \cdot I_{q} \$ donde \$ I_{q} \$ es alrededor de 5 mA para el 7805).

Esto significa que incluso si tenemos una entrada promedio de 10 V (aproximadamente la más baja que es práctica si se utiliza una potencia no regulada) la disipación a 1 A de salida será de 5,05 W, lo que requiere un disipador de calor bastante grande o un disipador de calor más pequeño y un ventilador.

Debe satisfacer todas las restricciones en la hoja de datos simultáneamente, no solo las que llaman su atención. La tensión de entrada máxima absoluta es de 35 V, y debe asegurarse de no acercarse siquiera a eso. Hay una corriente de salida máxima y una disipación de potencia máxima. Si disipa demasiada potencia para el disipador de calor, etc., el chip se calienta demasiado y la vida útil se ve comprometida, a veces de manera dramática.

La versión actual de Raspberry Pi 3 consume mucho tiempo, tanto como 730 mA más lo que sea que esté conectado a esos puertos USB. Por eso generalmente usamos un adaptador de corriente de 2.5 A.

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TL;DR: El L7805 es totalmente inadecuado para esta aplicación. Si tiene una aplicación industrial (y aún desea utilizar un Pi) puede comprar un suministro montado en riel DIN.

Sin embargo, el Pi no es una computadora industrial endurecida, por lo que puede tener otros descubrimientos fascinantes por venir.

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Editar:

Existen reemplazos directos para el L7805 que utilizan un regulador conmutado. Serían adecuados para una entrada de 24 VDC (no 35 VDC, no 24 VCA rectificada/filtrada o no). No requieren un disipador de calor adicional y algunos pueden ser adecuados para su corriente de salida.

Aquí hay uno de Murata capaz de 1.5 A. De hecho, son bastante económicos, probablemente menos costosos que un 7805 + disipador de calor:

Answer 2

Su 7805 tiene que disminuir, digamos, 19 V si su entrada efectiva es de 24VDC. Incluso si tomara 100mA estaría consumiendo 1.9 watts y quemaría su dedo si lo tocara. Debe usar un disipador grande porque la diferencia entre la entrada y la salida es grande. Por eso los convertidores Buck son tan populares.

Answer 3

En mi opinión, lo estás haciendo mal de 3 maneras.

• Tienes dos transformadores de 12V en serie, ya que esto no suena como una producción en serie simplificada, podrías sacrificar unos centavos y poner un puente + capacitor(es) en la unión de 12V. Tendrás un tercer cable que proporcionará un voltaje mucho más eficiente (menos disipación de calor) y adecuado para alimentar el 7805.

• En segundo lugar: incluso con 12V, aún podrías tener problemas de disipación de calor. Hay versiones TO-3 que ayudan con eso.

• Tercero, incluso un 7805 TO-3 suena bastante insuficiente para un Raspberry completamente expandido (USB y otras cosas). Podrías querer revisar algunas alternativas. Por ejemplo: LM323 (TO-3, 5V, máx. 3A). Aquí tienes un enlace a la hoja de datos de LM323.

O, podrías evitar el problema por completo y utilizar un convertidor DC-DC conmutado.