Reglerkühlung auf engstem Raum

Ich habe einen einfachen langsamen PWM-RGB-LED-Fader entworfen, der als Gartenbeleuchtungseffekt verwendet werden kann. Meine Schaltung funktioniert hervorragend, aber ich habe die Wärmemenge unterschätzt, die vom Linearregler 7805 erzeugt wird.

Es ist netzbetrieben, mit einem 6-V-Wechselstrom-Transformator und einem 5-V-1-A-Linearregler. Wenn alle LEDs auf voller Helligkeit sind, zieht es etwa 600 mA.

Ich habe meine Platine in einem Kunststoffgehäuse mit transparentem Deckel montiert, und es hat die Schutzart IP67 (und ich möchte es so halten!).

Ich habe einen ziemlich kleinen Kühlkörper auf den Regler gesetzt, und es dauert ungefähr 3 oder 4 Stunden ununterbrochenen Gebrauchs, um eine Temperatur zu erreichen, die fast zu heiß zum Anfassen ist, ich schätze ungefähr 70-80 ° C.

Mein Plan ist es, dies meinem Vater zu geben, damit er es in seinem Garten verwenden kann, aber natürlich möchte ich nicht, dass es schmilzt oder Feuer fängt.

Meine Fragen sind:

  1. Ist das eine akzeptable Temperatur für den Betrieb?
  2. Wird es wahrscheinlich heißer, wenn es länger eingeschaltet bleibt? Ich wollte das nicht testen, da ich es nicht beschädigen wollte, aber das Datenblatt sagt, dass die Betriebstemperatur maximal 125 ° C beträgt, also denke ich, dass es in Ordnung wäre.
  3. Was kann ich tun, damit es kühler läuft, da ich keine Lüftungsschlitze in das Gehäuse bohren und seine IP67-Einstufung ruinieren möchte?
  4. Wenn es bei hohen Temperaturen problemlos funktioniert, muss ich mir dann Sorgen über die Wärmeleitung durch die Leiterbahnen der Leiterplatte in andere Komponenten machen, die möglicherweise beschädigt werden? Wird es das Lot schmelzen?

Antworten (3)

Der Regler sollte über eine thermische Begrenzung verfügen (siehe Datenblatt für Details) und schaltet sich ab, wenn die Temperatur zu hoch wird. Es wird keine anderen Teile beschädigen und definitiv kein Lötzinn schmelzen!

Die Verwendung eines größeren Kühlkörpers reduziert natürlich die Temperatur. Ein Schaltregler ist viel effizienter und wird nur leicht warm.

Ich habe noch nie einen Schaltregler verwendet, ist es nur eine einzelne Komponente? Kann ich es als direkten Ersatz für die lineare Ausrichtung verwenden?
Sie sind als Einzelkomponenten erhältlich, als Drop-in-Ersatz für einen Linearregler, hergestellt von TI. Sie bestehen normalerweise aus einem Chip, einem Induktor und einigen anderen Teilen. Nat Semi macht eine große Auswahl.
Die SIMPLE SWITCHER-Module von National Semi sind Schaltregler, die mit einer Induktivität verpackt sind, sodass Sie lediglich 6 zusätzliche Komponenten benötigen, darunter 2 Kappen für Eingang/Ausgang und 2 Widerstände zum Einstellen der Ausgangsspannung. Sie sind etwas teuer im Vergleich zu einem einfachen Controller und den dazugehörigen Passiven, aber sie haben eine Nische.
Danke für die Antwort ... Ich möchte zu diesem Zeitpunkt nicht wirklich etwas ändern, da die Schaltung aufgebaut ist und funktioniert. Ich denke, ich werde einfach einen größeren Kühlkörper darauf kleben und ihn aufheizen lassen ... Sie haben mich wegen der thermischen Begrenzung beruhigt. Ich denke, wenn es zu heiß wird, schaltet es sich einfach für eine Weile aus, was für diese Anwendung kein großes Problem darstellt.

Sie haben wahrscheinlich eine zu hohe ungeregelte Spannung, die aus Ihrem Transformator kommt.

Idealerweise möchten Sie, dass der VDrop über dem Linearregler so ziemlich nur der Reglerabfall bei Volllast ist. Sie können auch einen Low-Dropout-Regler verwenden, um die Verlustleistung zu reduzieren (der 7805 ist kein LDO).

Wie hoch ist die Spannung am Eingang des Linearreglers?

Außerdem gibt es, wie Leon Heller oben erwähnte, einige ziemlich einfach zu implementierende Schaltspannungsregler, insbesondere die Simple Switcher Regulators von Nation Semiconductor.
Für einen solchen Schaltregler benötigen Sie jedoch entweder eine wirklich straffe Handverdrahtung oder eine kundenspezifische Leiterplatte, damit sie ordnungsgemäß funktionieren. Sie können sie nicht wirklich erfolgreich in ein Steckbrett stecken .

OTOH, wenn Sie bereit sind, etwas mehr auszugeben, können Sie Drop-in-Switching-Ersatz für so etwas wie den 7805 bekommen. Eine Reihe von Herstellern verkaufen kleine Schaltreglermodule in 7 805 - Größe , die sogar die gleiche Grundfläche haben. Sie kosten jedoch im Allgemeinen etwa 10 bis 15 US-Dollar.

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Danke für die Antwort. Ich glaube nicht, dass ich in diesem Fall einen Schaltregler verwenden werde, aber ich werde es auf jeden Fall für mein nächstes Projekt im Hinterkopf behalten.

Ich habe meinen überhitzten Linearregler repariert, indem ich einfach einen großen klobigen Kühlkörper hinzugefügt habe. Ich hob den Regler aus der Platine, befestigte den Anschlussdraht an den Leitungen und montierte ihn auf einem großen Stück Metall, das ich von einem alten Netzteil geschnitten hatte.

Ich habe es ungefähr 4 Stunden laufen lassen und es ist nur leicht warm ... Problem gelöst!

Schaltung mit großem Kühlkörper

Sehen auch sehr gepflegt aus!
Das Problem dabei ist, dass Ihr IP67-Gehäuse wie ein Backofen funktioniert. Da im Wesentlichen kein Luftstrom vorhanden ist, wird das Innere mit der Zeit heiß. Der Kühlkörper reduziert die Wärmeenergie nicht, er leitet sie nur besser ab. Aber es kann es nur in sich selbst oder in die Luft verbreiten. Wenn Sie eine thermisch gute Verbindung zwischen dem Kühlkörper und Ihrem Gehäuse herstellen (indem Sie eine Art Wärmeleitpad verwenden), können Sie diese Probleme möglicherweise lindern. Auch die langen Kabel zwischen dem 7805 und Ihrem Board könnten ein Problem darstellen. Fügen Sie zumindest einen kleinen Kondensator (100-470 nF Keramik) zu den Eingangs- und Ausgangspins des 7805 an Masse hinzu.
Erwägen Sie auch, eine Diode zwischen den Ein- und Ausgangspins des 7805 hinzuzufügen. Andernfalls könnte es gebraten werden, wenn die Box ausgesteckt wird.
Reglerkühlung auf engstem Raum
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