Wählen Sie einen Kühlkörper für den Spannungsregler

Ich muss mich zerstreuen 2 W von einem Spannungsregler. Es ist ein 7805 in einem TO-220-Gehäuse. Das Datenblatt ist hier.

Es ist das erste Mal, dass ich diese auswählen muss, also hätte ich gerne eine Überprüfung der folgenden Entscheidung, weil ich Angst habe, etwas zu verpassen, da dies für mich wirklich kompliziert klingt. Also werde ich Ihnen hier meine gesamte Argumentation darlegen.

R t h J C ist 5 C°/Wfür das TO-220-Paket und R t h J EIN ist 50 C°/W(Tabelle 3, Seite 7). Da ich Wärme abführen muss, 2Whabe ich ohne Kühlkörper 100°Wärme auf dem Chip. Das Zimmer ist rund 21°. T Ö p also 0° to 125°sicherheitshalber benötige ich auf jeden fall einen kühlkörper. In diesem Fall wird es einfach auf 31°der Grundlage dieser Formel herumlaufen M a x a m b ich a n t + R t h J C × W d ich s s ich p a t e d oder21 + 50 * 2

Aber jetzt bin ich blockiert. Als Beispiel nehme ich diesen Kühlkörper . Er ist bewertet als 40 K/W. Ich nehme an, K ist für Grad Kelvin. Bedeutet das in diesem Fall, dass er als eingestuft ist 233°C/W? Ich habe diese Formel gefunden:

M a x J u n c t ich Ö n T e m p >= M a x EIN m b ich e n t T e m p + ( W D ich s s ich p a t e d × ( R t h J C C ° / W + R t h H e a t S ich n k C ° / W ) )

Die mir geben:

21 + ( 2.5 × ( 5 + 233 ) = 595 ° C

Also stimmt etwas nicht, denn das würde bedeuten, dass die Verbindung zwischen Chip und Kühlkörper 600 ° heiß wird ... Was habe ich übersehen?

Das K steht für Kelvin, aber es ist eine relative Änderung pro Watt, also ist es dasselbe. Aber nette Frage und hoffentlich postet jemand eine formellere Erklärung von allem.
Wie Wouter weiter unten anmerkt, achten Sie darauf, den Widerstand zwischen dem TO220-Gehäuse und dem Kühlkörper einzubeziehen. Sie sollten die Berechnungen auch mit der maximalen Umgebungstemperatur und der maximalen Verlustleistung (statt "um die 21 Grad") durchführen.
Grad K = Grad C - nur mit versetzten Nullpunkten. 40K/W = 40 C/W also mit 2W = 2 x 40 = 80K = 80C Anstieg über Umgebung. Stellen Sie die Umgebung immer auf den höchstmöglichen realen Wert ein, den Sie erleben werden, einschließlich heißer Tage im Inneren, ohne Klimaanlage usw. Dann fügen Sie ein bisschen hinzu :-). Wenn auf Auto-Firewall = viel heißer. | Bis zu 10C/W ist nicht zu hart. | JEDE Blasluft oder Luftzug = große Verbesserung.

Antworten (2)

Siehe Wikipedia

Die SI-Einheiten des thermischen Widerstands sind Kelvin pro Watt oder die äquivalenten Grad Celsius pro Watt (die beiden sind gleich, da als Intervalle Δ1 K = Δ1 °C).

K/W ist dasselbe wie C/W und das liegt daran, dass sie eher eine Temperaturdifferenz pro Watt als eine absolute Temperatur darstellen.

Das Ergebnis für Ihre Berechnung mit einem 40K/W-Kühlkörper lautet:
21 + ( 2.5 × ( 5 + 40 ) ) = 112.5 ° C

Es scheint einige Missverständnisse bezüglich der Bedeutung der K/W-Bewertung und der Kühlfähigkeit eines bestimmten Kühlkörpers zu geben.
Wenn Sie zwei Kühlkörper vergleichen, ist der Kühlkörper umso besser, je niedriger die K/W-Bewertung ist. Eine niedrigere K/W-Bewertung bedeutet, dass er mehr Leistung bei geringerem Temperaturanstieg abführen kann.

Als Beispiel:
Ein 40K/W Kühlkörper erhöht die Temperatur um 40 Grad Celsius (über die Umgebungstemperatur) pro Watt. Ein effizienterer Kühlkörper (in Bezug auf die Kühlleistung) ist ein Modell mit einer niedrigeren K/W-Bewertung wie beispielsweise 20 K/W, da die Temperatur nur um 20 Grad Celsius pro abgegebenem Watt ansteigt.

Ok, aber da ist etwas, was ich nicht verstehe. Wenn ich 2 Watt mit RthJC von 5 abführen muss, bedeutet das in diesem Fall, dass ich einen Kühlkörper benötige, der mindestens 5 K/W fähig ist? Also sollte ein 40K/W reichen? (bedeuten die 112,5 ° also die Temperatur des Kühlkörpers oder was er abführen könnte?)
@EmmanuelIstace Ein 40K/W-Kühlkörper erhöht die Temperatur um 40 Grad Celsius pro Watt. Ein effizienterer Kühlkörper wie zum Beispiel 20 K/W erhöht die Temperatur um 20 Grad Celsius pro Watt. Ein 40K/W Kühlkörper ist schlechter als 5K/W
@EmmanuelIstace Ich kann nicht wirklich auf die Wirtschaft antworten. Ein besserer Kühlkörper hat mehr Metall und/oder mehr Rippen, die teurer in der Herstellung sein sollten

Sie können ein Wärmeproblem genauso lösen wie ein Strom-durch-einen-Widerstand-Problem. Strom ist äquivalent zu Wärme, Widerstand ist Wärmewiderstand und Spannung ist Temperatur.

Sie haben 2 W Wärmestrom durch eine Reihe von Heizwiderständen: Rj-c (5 K / W), fügen Sie 1 K / W für den unvollständigen Kontakt zwischen dem Gehäuse und Ihrem Kühlkörper und dem Kühlkörper zur Luft (40 K / W) hinzu. Die Gesamtleistung beträgt 46 K/W. Bei einem Wärmestrom von 2 W führt dies zu einem Temperaturgradienten von 98 K: Die Verbindungsstelle wird 98 K heißer als die Umgebungsluft.

Eine schwierige Frage bei solchen Berechnungen ist, wie niedrig Sie die Umgebungsluft garantieren können. Nehmen wir (maximal) 40°C an. Dann beträgt die (maximale) Sperrschichttemperatur 40 + 98 = 138C.

Der (Fairchild) LM7805 listet 125 °C als maximale Betriebstemperatur unter den „absoluten Maxima“ auf. Beachten Sie, dass die absoluten Maxima im Prinzip NICHT für Designberechnungen verwendet werden können, aber die Graphen später Kurven bis zu 125 ° C aufweisen, sodass die Zahl von 125 ° C aus DIESEM Grund in Ordnung ist.

125 < 138, bei einer Umgebungstemperatur von 40 ° C und 2 A ist Ihr Kühlkörper möglicherweise nicht ausreichend. (Ich sage vielleicht , weil ich die Worst-Case-Zahlen verwendet habe. Aber als Designer sollten Sie das tun!)

Ich schlage vor, Sie suchen sich einen etwas größeren Kühlkörper, der auf 20 K/W abzielt. Dadurch wird der Kühlkörper auch weniger heiß (aber immer noch viel zu heiß, um ihn bequem anzufassen! Berechnen Sie selbst, wie heiß er sein wird.).

+1 für eine nette Erklärung. Die Unterscheidung, dass die Nennwerte für Kühlkörper die Temperaturerhöhung von der Umgebung pro Watt Energie sind, war für mich immer unintuitiv, als ich anfing, mit ihnen zu arbeiten.
Stellen Sie sich die Figur einfach als Widerstand vor. Je höher C/W, desto höher ist der „Spannungsabfall“ für einen gegebenen „Strom“.
Wählen Sie einen Kühlkörper für den Spannungsregler
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v