Zweifel an der Anwendung des Spannungsreglers mit LiPo-Akku

Wenn ich einen LiPo-Akku mit einer maximalen Spannung von 12 V habe und damit einen 5-V-Spannungsregler (L7805) versorgen möchte. Angenommen, der maximale Strom, der durch den Regler fließt, beträgt 500 mA. Laut Datenblatt beträgt der Wärmewiderstand 50 °C/W.

Bedeutet das, dass es eine Verlustleistung von 3,5 W erzeugen und die Temperatur des Spannungsreglers um 175 ° C erhöhen würde? Die maximale Betriebstemperatur des Spannungsreglers beträgt 150°C. Würde das bedeuten, dass ich die Eingangsspannung des Reglers absenken muss?

Zusätzliche Informationen aus OP-Kommentaren:

Ich bin nicht in der Lage, einen Schaltregler zu bekommen, und die große Verlustleistung ist kein Problem. Würde das Ding funktionieren, wenn ich mehrere Spannungsregler zusammenstapele?

Genau das bedeutet es. Alternativ können Sie einen Kühlkörper verwenden. Denken Sie jedoch daran, dass all diese Energie nur verschwendet wird - Sie sollten sich für diese Spannungsdifferenz und diesen Strom einen Schaltregler ansehen, keinen linearen.
Wenn ich keinen Schaltregler besorgen kann und die große Verlustleistung kein Problem ist. Würde das Ding funktionieren, wenn ich mehrere Spannungsregler zusammenstapele? Ich habe mal grob gerechnet. Wenn ich die Schaltung ohne Widerstand baue, würde die Verwendung von vier Spannungsreglern jede Temperatur um 90 ° C erhöhen.
Denken Sie daran, dass Kühlkörper auch eine Option sind. Mit einem Kühlkörper können Sie den Wärmewiderstand zwischen Gehäuse und Umgebung verringern.
Haben Sie den maximalen Wert eines Vorwiderstands zwischen 12 V und dem Regler berechnet? Und was wäre die Regler- und Widerstandsleistung im schlimmsten Fall?
Übrigens, wenn ich einen Kühlkörper anstelle eines Widerstands verwende, um mit Stromverlust umzugehen. Es würde mir eine größere Toleranz für den Batteriespannungsabfall geben, oder?
Eine Reihe von hoher Nennleistung würde helfen, aber die Situation hier ist, dass ich eine Batterie verwende, um den Stromkreis einzuschalten, und die Batteriespannung würde abfallen. Die Eingangsspannung des Reglers muss wegen 2,5V Dropout-Spannung mindestens 7,5V betragen. Die Verwendung eines Widerstands würde den Bereich der Arbeitsbatteriespannung in dieser Schaltung verringern.
Wenn man bedenkt, dass es ohne Kühlkörper nicht einmal 12 V verarbeiten kann, gibt es Ihnen eine größere Erlaubnis. Es gibt jedoch praktische Grenzen für die Größe des Kühlkörpers und die Kühlanforderungen (ein großer Kühlkörper ist nicht gut, wenn er in ein Gehäuse ohne Luftstrom gesteckt wird!).
"Die Verwendung eines Widerstands würde den Bereich der Arbeitsbatteriespannung in dieser Schaltung verringern" - ja. Ein 12-V-Lipo-Akku sollte jedoch nicht unter 10 V entladen werden. Das Hauptproblem bei einem Widerstand ist, dass er Leistung ableiten muss und heiß wird, also können Sie genauso gut einfach einen Kühlkörper verwenden.
Ich habe ein Produkt hergestellt, das vor vielen Jahren mit denselben von Ihnen beschriebenen Eigenschaften entworfen wurde. Ich habe ein 5 Watt, 5.1 Ω Serienwiderstand und kein einziger Feldausfall in 20 Jahren. Kein Kühlkörper. Die Entladeschlussspannung beträgt 9 V, daher benötigen Sie einen etwas niedrigeren Widerstandswert. Ich würde denken, dass ein batteriebetriebenes Gerät einen Umschalter erfordern würde. Sie werden die Lebensdauer der Batterie erheblich verkürzen.

Antworten (1)

Deine Berechnungen sind vollkommen richtig.

Angesichts Ihrer Einschränkungen und Ziele: JA, Sie könnten mehrere kaskadierte Linearregler (natürlich mit unterschiedlichen Ausgangsspannungen und unter Einhaltung der erforderlichen Abfallspannungen) und / oder Vorwiderstände verwenden, um die Wärmeableitung auf mehrere Komponenten zu verteilen.

Ein Kühlkörper scheint jedoch eine weitaus einfachere und bessere Lösung zu sein. Angenommen, Sie möchten die maximale Sperrschichttemperatur auf 80 % herabsetzen, während Sie den Regler bei einer Umgebungstemperatur von bis zu 50 °C betreiben können.

Das würde einen maximalen Anstieg der Sperrschichttemperatur von 70 C bedeuten. Bei einer Verlustleistung von 3,5 W benötigen Sie einen thermischen Widerstand zwischen Sperrschicht und Umgebung von 20 C/W. Der thermische Widerstand zwischen Sperrschicht und Gehäuse des TO-220 beträgt nur 5 C/W, sodass Sie einen Kühlkörper mit einem thermischen Widerstand zwischen Gehäuse und Umgebung von 15 C/W benötigen würden . Dies kann perfekt mit einem passiven Kühlkörper erreicht werden (der sogar durch Verschrauben des Reglers mit Ihrem Gehäuse / Chassis realisiert werden könnte, falls vorhanden).

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