LM317 Kühlkörper, wie groß?

Dank der Hilfe einiger anderer Leute funktioniert mein AC-DC-Gleichrichter und der Rest des Netzteils.

Während ich jetzt die Stromversorgung teste, wird mein 18-V-Wechselstromtransformator gleichgerichtet und in meinen Stromkreis unten gestecktGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Und am Ende habe ich einen 1,3-26-V-DC-Ausgang, der über das Poti R2 wählbar ist.

Während ich nun diese @12V mit einem LED-Streifenlicht betrieb und ungefähr 600mA lief, wurde mein Kühlkörper ziemlich heiß. Nicht heiß genug, um den Wärmeschutz im LM317 einzuschalten, aber heiß genug, um mich zum Nachdenken zu bringen.

Verlustleistung = (Vin - Vout)*Il = (26 - 12)*0,6 = 8,4 W

Mein Kühlkörper hat eine Nennleistung von 11 C/W und ich habe den LM317 (TO-220) aufgeklebt.

Max C/W ist = (MaxRunningTemp - ambientTemp) / Leistung = (60-25)/8,4 = 4,2 C/W

Klingt das richtig, habe noch nie Kühlkörperberechnungen durchgeführt. Ich bräuchte also einen Kühlkörper mit einer Nennleistung von <4,2 C/W

Ich würde nicht sehen, dass mein Selbst dies wieder über 500 mA laufen lässt, aber das Betreiben dieser Schaltung bei 5 V würde viel ändern? Die Verlustleistung wäre 42 W bei 5 V bei 500 mA. Was kann ich tun, um zu verhindern, dass ein RIESIGER Kühlkörper benötigt wird? und sind meine Berechnungen oben richtig?

Antworten (2)

Definieren:

  • Tmax = heißeste gewünschte Gehäuse- (oder Kühlkörper-) Temperatur.
    Imax = maximaler Strom für dieses Design.
    Tamb = Umgebungslufttemperatur
    Vin = Spannung vom Netzteil
    Vout = Spannung vom Regler.
    Tj = Sperrschichttemperatur
    Rjc - Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und Gehäuse.
    Rca = Wärmewiderstand des Kühlkörpers.
    Preg = Verlustleistung des Reglers.

Erforderlicher Mindestkühlkörper = (Tmax-Tamb)/(Vin-Vout)/ Imax C/W

Sperrschichttemperatur = (Vin-Vout)x Imax x (Rjc + Rca) + Tamb

Preg = (Vein - Vaus) x Imax.

Fügen Sie einen Vorwiderstand hinzu, um die Verlustleistung des Reglers zu reduzieren:

  • Vinreg = Eingangsspannung des Reglers.
    R = Widerstandswiderstand. Pr = Verlustleistung des Widerstands. Vdo = Reglerausfallspannung

R <= (Vin – Vo_max_mit_Widerstand – Vdo) x Imax.

Pr = Imax^2 x R Vinreg = Vin - (Imax x R) Pvreg = (Vin - Vinreg) x Imax.

 E&OE

Bei Bedarf gleich mehr.

Ihre Berechnungen sind im Wesentlichen korrekt (außer wie Mark betont, Ihre 42W-Zahlen - dies scheint ein mentaler Tippfehler zu sein - mit 0,5 multipliziert, nicht durch 0,5 dividiert).

Vergessen Sie nicht, dass ein interner 5 C/W Rjc berücksichtigt werden muss.

Nehmen Sie für den Grenzfall an, dass die maximal zulässige Sperrschicht 125 ° C beträgt und dass an diesem Punkt eine interne thermische Begrenzung auftritt.

Verwenden Sie einen Vorwiderstand, um die Verlustleistung im IC für niedrige Vout zu reduzieren.

R <= (Vin - Vo_max_mit_Widerstand - 2) x Imax.

zB Für Vout max mit einem gegebenen Widerstand von beispielsweise 8 V und mit 26 V in und mit I out max mit diesem Widerstand von 600 mA -

  • R <= (26-8-2)/0,6 <= 26,666 Ohm. Sprich 27 Ohm

Bei 0,6 A fällt es um 0,6 x 27 = + 16 V ab.
Vin_reg = 26-16 = 10 V.
Dies gibt dem Regler 2V Headroom.

Das Datenblatt des LM317 sagt Headroom bei 600 mA, warm ~= 1,8 V (Abb. 3), das ist also nur marginal.

Der Widerstand wird V ^ 2 / R = (26-10) ^ 2/27 = 9,5 Watt fallen lassen.

Der Regler fällt um (10-5) x 0,6 = 3 Watt.

Es wird Zeit für ein Schaltnetzteil :-).

Unter diesen Bedingungen fällt das interne 5 C/W Rjc 3 x 5 = 15 °C ab.
Für die Verbindung JUST bei 125 ° C Tc = 125 - 15 = 110 ° C.
Brutzeln mit nassen Fingern. Tca = (110-25) = 85C
Heatink benötigt = 85/3 ~= 25 C/W.

dh ein bescheidener Kühlkörper reicht aus, wenn Sie kochende Wassertemperaturen an Gehäuse und Kühlkörper nicht stören. Der Widerstand wird heiß :-).

@Ashley Hughes - etwas mehr Material zu Beginn meiner Antwort

Ihre Berechnungen sind größtenteils korrekt, aber 5 V und 500 mA sind 10,5 W, nicht 42 W.

Wie auch immer, Sie haben herausgefunden, warum Schaltnetzteile so beliebt sind. Ein Schaltregler verbrennt die zusätzliche Leistung nicht als Wärme. Ein Schaltregler ist ein bisschen schwierig zu entwerfen.

Die Effektivität von Kühlkörpern kann durch Hinzufügen eines Lüfters erheblich verbessert werden. Tatsächlich könnten Sie sich eine Kühlkörper-/Lüfterbaugruppe von einem alten Computer aneignen. (Alte Pentiums konnten über 70 Watt verbrauchen. Wikipedia-Link, bis die Löscher es bekommen.)

Ich denke, ich werde mich mit Schaltnetzteilen befassen, aber andererseits ist es nur für meine Tischarbeit. Das Hinzufügen eines Lüfters ist eine Option, an die ich vorher gedacht habe, aber das würde eine Menge Lärm verursachen, oder nicht?
Ja, Lärm ist der Nachteil eines Lüfters. Wenn Sie die meiste Zeit nicht viel Strom aus Ihrer Versorgung ziehen, können Sie einen Thermoschalter anordnen, der den Lüfter nur einschaltet, wenn sich der Kühlkörper erwärmt.
Ich denke, ich könnte es auf dem Kühlkörper belassen und die Eingangsspannung senken, was wiederum die Menge an Leistung verringern sollte, die es abführen muss
Eine niedrigere Eingangsspannung sollte funktionieren.
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