Escoger un disipador de calor para el regulador de voltaje

Question

Tengo para disipar \$2W\$ a partir de un regulador de voltaje. Es un 7805 en TO-220 paquete. La hoja de datos está aquí.

Es la primera vez que tengo que elegir, así que me gustaría tener una revisión de la decisión siguiente porque tengo miedo de perder algo como este sonido realmente complicado para mí. Así que voy a poner aquí toda mi razonamiento.

\$R_{thJC}\$ 5 C°/W para la A-220 paquete y \$R_{thJA}\$ 50 C°/W (tabla 3, página 7). Como voy a necesitar para disipar 2W voy a tener sin disipador de calor 100° de calor en el chip. La habitación es de alrededor de 21°. \$T_{op}\$ 0° to 125° así que para estar seguros que sin duda necesito un disipador de calor. En caso de que se acaba de ir alrededor de 31° basado en la fórmula de \$Max_{ambiant}+ R_{thJC} \times W_{dissipated}\$ o 21 + 50 * 2

Pero ahora estoy bloqueado. Para el ejemplo voy a tomar este disipador de calor. Él está clasificado como 40 K/W. Supongo K es por grados kelvin. En ese caso, ¿eso significa que está clasificado como 233°C/W ? He encontrado que la fórmula :

\$Max_{JunctionTemp} >= Max_{AmbientTemp} + (W_{Dissipated} \times (R_{thJC_{C°/W}} + R_{thHeatSink_{C°/W}}))\$

Que me dan :

\$ 21 + (2.5 \times (5 + 233) = 595°C\$

Por lo tanto, hay algo mal ya que esto significaría que el cruce entre el chip y el disipador de calor será de 600° caliente ... ¿Qué he perdido ?

Answer 1

Usted puede resolver un problema de calor en la misma forma en que se resuelve una corriente a través de un resistor de problema. Actual es equivalente al calor, resistencia térmica, resistencia, voltaje y temperatura.

Usted tiene 2W de calor de la corriente a través de una serie de resistencias de calor: Rj-c (5K/W), agregar 1K/W para el imperfecto de contacto entre el caso y su disipador de calor, y el disipador de calor-aire (40 K/W). El total es 46K/W. Con un flujo de calor de 2W esto le causa un gradiente de temperatura de 98 K: la unión será 98K más caliente que el aire ambiente.

Una pregunta difícil en este tipo de cálculos es lo bajo que se pueda garantizar el aire ambiente. Supongamos (máximo) 40. A continuación, el (máximo) temperatura de la unión es de 40 + 98 = 138C.

El (Fairchild) LM7805 listas de 125C como temperatura máxima de operación en virtud de la "absoluta maxima". Tenga en cuenta que en principio la absoluta maxima NO puede ser utilizada para los cálculos de diseño, pero los gráficos más tarde han curvas hasta 125C, por lo que en ESE terreno la figura de 125C es ACEPTAR a utilizar.

125 < 138, así que con una temperatura ambiente de 40C y 2A de su disipador de calor puede no ser suficiente. (Digo podría porque he utilizado el peor de los casos las cifras. Pero como diseñador, usted debe!)

Le sugiero que busque un disipador de calor que es un poco más grande, el objetivo para 20K/W. Esto también hará que el disipador de calor menos caliente a la difícil (pero todavía demasiado caliente para tocar cómodamente! calcular por sí mismo de lo caliente que será.).

Answer 2

Consulte la wikipedia

Las unidades del SI de la resistencia térmica se kelvin por vatio o el equivalente en grados Celsius por vatio (los dos son el mismo, ya que, como los intervalos de Δ1 K = Δ1 °C).

K/W es igual a C/p, y eso es debido a que representan una diferencia de temperatura por vatio en lugar de una temperatura absoluta.

El resultado de su cálculo utilizando una 40K/W disipador de calor es:
\$21 + (2.5 \times (5 + 40)) = 112.5°C \$

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Parece que hay cierta idea errónea acerca del significado de la K/W clasificación y el enfriamiento de la capacidad de un disipador de calor.
Cuando se comparan dos disipadores de calor, menor es el K/W clasificación de los mejores del disipador de calor, un menor K/W calificación significa que se puede disipar más energía con menos aumento de la temperatura.

Como un ejemplo:
Un 40K/W disipador de calor aumenta la temperatura de 40 grados Centígrados (por encima de la temperatura ambiente) por cada Vatio. Una más eficiente del disipador de calor (con respecto a la capacidad de enfriamiento) es un modelo que tiene menor K/W clasificación como por ejemplo 20K/W debido a que la temperatura aumentará sólo en un 20 grados Centígrados para cada disipada vatios.