Disipación de calor LT3083

Estaba mirando una hoja de datos para el regulador LT3083 y en las secciones de aplicaciones típicas me llamó la atención:ingrese la descripción de la imagen aquí

Las clasificaciones de entrada/salida proporcionadas podrían conducir fácilmente a que se disipen más de 20 W en el segundo regulador. Estoy buscando algunas cifras aproximadas sobre el disipador de calor requerido (es decir, el tamaño del disipador de calor o quizás los requisitos de enfriamiento activo) para que este ejemplo funcione con el paquete TO-220 (resistencia térmica de la caja de unión 3C/W).

Respuestas (3)

Si genera 2A @ 5v con una entrada de 15v, tiene aproximadamente 20W. Así que no hay discusión allí.

Si puede mantener la carcasa exactamente a temperatura ambiente (22 °C), entonces está buscando una temperatura de unión de 82 °C. El máximo especificado es 125c, aunque diré que no me gustaría ejecutarlo exactamente en ese punto.

Ahora configuremos la temperatura ambiente máxima donde el dispositivo no funcionará mal como 32c (~90f). Así que ahora estamos a una temperatura de unión mínima de 92c, dejando 33c de espacio libre. Esto significa que su disipador de calor deberá disipar 20 W a 33 °C por encima de la temperatura ambiente, dando un coeficiente máximo de 1,65 °C/W (33 °C/20 W).

Ahora echemos un vistazo a algunos disipadores de calor y veamos si podemos conseguir eso.

Un disipador de calor pasivo de montaje en pcb grande (2.5in x 1in x 1.65in) no funcionará (2.6C/W): https://www.digikey.com/product-detail/en/aavid-thermal-division-of -boyd-corporación/530002B02500G/HS380-ND/1216384

Un poco de flujo de aire aumenta drásticamente la eficiencia. Entonces, si observa los disipadores de calor que vienen con una clasificación de flujo de aire forzado insuficiente. Encontrará muchos de tamaño razonable que pueden hacerlo, por ejemplo, este: https://www.digikey.com/product-detail/en/ohmite/RA-T2X-25E/RA-T2X-25E-ND/ 2416487 Solo mide 1 x 1 x 1,65 pulgadas y con aire forzado tiene un coeficiente de temperatura de 1,5 grados C/W

Para hacer esto solo con convección natural, necesitará un disipador de calor enorme como este. En caso de que el enlace se rompa, mide 5 pulgadas x 5 pulgadas x 1,5 pulgadas: https://www.digikey.com/product-detail/en/wakefield-vette/394-2AB/345-1176-ND/4864910

Y recuerda, estos son apenas suficientes .

Ahí es más o menos a donde llegué con mi investigación, aunque estaba bastante seguro de que me había perdido algo ya que tomé el circuito directamente de la hoja de datos. Supongo que arrojar algún tipo de regulador de conmutación en la mezcla debería ayudar. Gracias por la respuesta.

En realidad, el segundo regulador podría disiparse cerca de 50 W si el voltaje de entrada es de 18 V, la corriente de salida es de 3 A y el voltaje de salida es cercano a cero. La temperatura máxima de unión es de 125C. Entonces, con una resistencia térmica de unión a caja de 3 C/W, estaría excediendo la temperatura de la unión incluso con un disipador de calor infinito. Para que esto funcione, el voltaje de entrada tendría que ser limitado o el límite de corriente reducido.

No estaba pensando en bajar tanto con el voltaje de salida, pero con una entrada de 16 V y digamos una salida de 3.3 V/2 A, todavía se calienta bastante con ~ 23 W de calor. ¿Sería suficiente atarlo a un enfriador de CPU? Aunque estoy empezando a pensar que algún tipo de prerregulador de conmutación es el camino a seguir aquí.
Es bastante barato comprar estos incluso con dígitos LED en Amazon
Sí, un enfriador de CPU debería ser suficiente.

No es tan simple.

En primer lugar, no coloque toda la carga térmica en un regulador lineal. Desea reducir P D con una resistencia de potencia en serie en la línea de suministro. Observe la resistencia de 0,33 Ω en la salida del primer LT3033. Consulte la página 16 de la hoja de datos para calcular su valor.

para hacer que este ejemplo funcione con el paquete TO-220 (resistencia térmica de la caja de unión 3C/W).

La impedancia térmica del paquete de 3 °C/W se utiliza para comparar el rendimiento térmico general entre paquetes. Esta característica a menudo se abusa y se usa incorrectamente en el diseño de disipadores de calor.

θ JC representa la ruta de impedancia térmica más baja desde la unión del IC al mundo exterior. En algunos casos está en la parte superior del paquete. Más a menudo desde la unión hasta la almohadilla térmica.

Cuando la necesidad requiere transferir una gran carga de calor, el paquete T-220 no es el paquete correcto a pesar de que tiene el θ JC más bajo .

Los paquetes de montaje en superficie proporcionan el disipador de calor necesario mediante el uso de las capacidades de dispersión de calor de la placa de circuito impreso, las trazas de cobre y los planos. Los disipadores de calor de montaje en superficie, los orificios pasantes enchapados y las vías rellenas de soldadura también pueden propagar el calor generado por los dispositivos de alimentación
: hoja de datos LT3033.

La impedancia térmica necesaria para la unión al ambiente incluye la ruta térmica completa, incluida la soldadura, las vías térmicas, el espesor del cobre (interno y externo) y el área de cobre. Ver tablas 3-5 para ejemplos de θ JA

No puede simplemente mirar las características de convección de un disipador de calor y elegir uno con las características de transferencia de calor correspondientes requeridas.

La selección del disipador de calor debe incluir la resistencia térmica desde la unión hasta el punto de conexión del disipador de calor para que sea eficaz.

No puede mirar la dinámica térmica del sistema, también debe comprender la transferencia de calor térmico entre la entrada y la salida del sistema.

El objetivo principal de un plano de cobre es distribuir el calor transfiriendo el calor de la unión al ambiente lo más rápido posible. Para utilizar la transferencia de calor por convección, que es el área de la sección transversal del espesor y el ancho del cobre.

Una buena fuente para el diseño térmico de PCB es Texas Instruments Application Note 2020 Thermal Design By Insight, Not Hindsight

Generalmente se recomienda usar enfriamiento pasivo para minimizar las fallas de campo. Se puede agregar un ventilador para aumentar el rendimiento térmico del dispositivo que se está enfriando. Por ejemplo, usaré un disipador de calor pasivo que evitará que los LED se quemen y luego agregaré convección forzada para mejorar el flujo radiante sensible a la temperatura.

La selección del disipador de calor está más allá del alcance de este sitio. Sin duda, es mucho más complejo que la cantidad de área de superficie o una sola característica de la hoja de datos del disipador de calor.

Por ejemplo, en la convección natural, los principios del desarrollo de la capa límite de velocidad en placas verticales en el aire es una disciplina física completa. La distancia entre aletas es muy importante, por ejemplo: CW Leung, SD Probert, MJ Shilston, Intercambiador de calor: separación óptima para aletas rectangulares verticales que sobresalen de una base rectangular vertical, Appl. Energía 19 (1985) 77-85.

Recomendaría HeatSinkCalculator.com si necesita ayuda para elegir un disipador de calor. Ofrecen una cuenta gratuita limitada.

Una fuente económica de disipadores de calor extruidos es heatsinkusa.com . Considere usar el ancho del disipador de calor como la longitud y obtenga la longitud menos costosa de una pulgada. Por ejemplo, compraré un disipador de calor de 12" de ancho de una pulgada de largo para una tira de LED de 12" de largo.

la transferencia de calor del aire ~14W / 'Cm² es igual a aproximadamente 56'C de aumento por pulgada cuadrada por vatio (doble cara), por lo que 1 pulgada cuadrada/W de área del disipador de calor. para permitir una elevación del conductor de 56 °C para disipadores expuestos al aire libre, que pueden ser ásperos, tuberías u otras formas para mejorar la densidad del área de superficie que se aplicaría al área de superficie áspera equivalente de un disipador de calor o la superficie plana de alumbre de alumbre liso . La placa de circuito impreso solo tiene una cara, ya que el epoxi es un aislante, a menos que sea muy delgado y tenga muchas vías térmicas. así que 2 pulgadas cuadradas/W para PCB de cobre es mi regla general, pero depende del ambiente máximo.
@TonyStewartolderthandirt No veo dónde su comentario tiene alguna relevancia para el tema, incluso si fuera correcto. El punto es que no es necesario disipar 20-30 vatios cuando se usa una resistencia de potencia en serie para aliviar el estrés térmico del regulador. FR4 es un buen conductor de calor en comparación con el aire. La emisividad de la superficie no tiene nada que ver con la convección como radiación, que es poco relevante aquí. Si la superficie es de cobre desnudo o máscara de soldadura, tiene un efecto insignificante sobre la convección. Obviamente, no leyó el diseño térmico de la nota de la aplicación TI por Insight ...
No me estás leyendo como pretendía. No confundí la emisividad con la convección, simplemente indiqué con aire acondicionado libre frente a (aire confinado o forzado) y 45 vatios podrían disiparse con entrada y salida de 18 V a 3 V a 3 A, por lo que 15 V * 3 A =? ¿Por qué encubres tus errores?
Al fusionar sus ideas con lo que se presenta, malinterpreta sus pensamientos y los critica en lugar de lo que se presenta, un CC ajustable seguido de un CV ajustable sin pérdida de calor R en serie. Tus insinuaciones son groseras y ofensivas para mi nivel de experiencia. cuando se combina con errores en las suposiciones. Creo que ambos estamos de acuerdo en que el diseño tiene deficiencias si no se da cuenta del disipador térmico requerido. Pero adaptar una serie R para una V alta A fija baja es ciertamente correcto.
Estaba diseñando LDO en 1974. Que pequeño de tu parte. Supongo que nunca viste la resistencia de 5 ohmios en mi simulación Falstad antes de tu respuesta
No, diseñé el mío con discretos y luego en el '75 hice un UART en SSI CMOS antes de que MOT lanzara uno. Luego, en el 77, envió un sistema SCADA robótico personalizado con inspección de corrientes de Foucault para reactores nucleares con control remoto, paso, macros automatizados y TV con control remoto, micrófonos de garganta en un solo cable coaxial.
por supuesto, las resistencias pueden soportar temperaturas más altas, pero las bombillas son aún más altas cuando están calientes y también tienen una respuesta cuasi CC a baja V. Dominé el diseño analógico hace 40 años aprendiendo de los mejores
Esperaría que entendiera la teoría del sistema de control, pero es posible que haya sobreestimado su experiencia previa
ES MUY CIERTO, para poder desplazar el calor y ecualizar la caída de voltaje en cada chip CC. Estoy cansado de sus declaraciones falsas y errores en los cálculos, y sus constantes críticas falsas. ¡Última advertencia! La ensalada es tu inepta falta de experiencia. No estoy hablando con un novato, ¿verdad? Trabajaste en IBM haciendo un puerto ethernet pero tienes una experiencia miope. ¿Eres incluso un EE?
Disipación de calor LT3083
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v