Enfriamiento del regulador en un espacio confinado

He diseñado un fader lento LED PWM RGB simple para usar como efecto de iluminación de jardín. Mi circuito funciona muy bien, pero subestimé la cantidad de calor que genera el regulador lineal 7805.

Se alimenta de red, con transformador de 6Vac y regulador lineal de 5V 1A. Si todos los LED están a pleno brillo, consume alrededor de 600 mA.

Monté mi placa de circuito en una caja de plástico con una tapa transparente y tiene una clasificación IP67 (¡y quiero que siga así!).

He puesto un disipador de calor bastante pequeño en el regulador, y se necesitan alrededor de 3 o 4 horas de uso continuo para alcanzar una temperatura demasiado alta para tocarla, supongo que alrededor de 70-80°C.

Mi plan es darle esto a mi papá para que lo use en su jardín, pero obviamente no quiero que se derrita o se incendie.

Mis preguntas son:

  1. ¿Es esta una temperatura aceptable para que funcione?
  2. ¿Es probable que se caliente más si se deja durante más tiempo? No quería probar esto porque no quería dañarlo, pero la hoja de datos dice que la temperatura de funcionamiento es de 125 °C como máximo, así que supongo que estaría bien.
  3. ¿Qué puedo hacer para que funcione más frío, dado que no quiero perforar rejillas de ventilación en el gabinete y arruinar su clasificación IP67?
  4. Si funciona felizmente a alta temperatura, ¿debo preocuparme por la conducción de calor a través de las pistas de PCB hacia otros componentes que puedan dañarse? ¿Derretirá la soldadura?

Respuestas (3)

El regulador debe tener limitación térmica (consulte la hoja de datos para obtener más detalles) y se apagará si la temperatura sube demasiado. ¡No dañará ninguna otra parte y definitivamente no derretirá ninguna soldadura!

El uso de un disipador de calor más grande reducirá la temperatura, por supuesto. Un regulador de conmutación será mucho más eficiente y solo se calentará un poco.

Nunca antes había usado un regulador de conmutación, ¿es solo un componente? ¿Puedo usarlo como reemplazo directo del registro lineal?
Puede obtenerlos como componentes individuales, como reemplazo directo de un regulador lineal, fabricado por TI. Por lo general, se construyen a partir de un chip, un inductor y algunas otras partes. Nat Semi hace una amplia gama.
Los módulos SIMPLE SWITCHER de National Semi son reguladores de conmutación empaquetados con un inductor, por lo que todo lo que necesita son 6 componentes adicionales, incluidas 2 tapas para entrada/salida y 2 resistencias para configurar el voltaje de salida. Son algo caros en comparación con un controlador simple y los pasivos asociados, pero tienen un nicho.
Gracias por la respuesta ... Realmente no quiero cambiar nada en esta etapa ya que el circuito está construido y funcionando. Creo que voy a pegarle un disipador de calor más grande y dejar que se caliente... me has tranquilizado con respecto a la limitación térmica. Supongo que si hace demasiado calor se apagará un poco, lo cual no es un gran problema para esta aplicación.

Probablemente tenga un voltaje no regulado demasiado alto que sale de su transformador.

Idealmente, desea que el VDrop a través del regulador lineal sea prácticamente solo la caída del regulador a plena carga. También puede usar un regulador de caída baja para reducir la potencia disipada (el 7805 no es LDO).

¿Cuál es el voltaje en la entrada del registro lineal?

Además, como mencionó Leon Heller anteriormente, hay algunos reguladores de voltaje de conmutación bastante fáciles de implementar, en particular los reguladores de conmutación simple de Nation Semiconductor .
Sin embargo, para cualquier regulador de conmutación como estos, para que funcionen correctamente, realmente necesita un cableado muy ajustado o una PCB personalizada. Realmente no puedes probarlos con éxito .

OTOH, si está dispuesto a gastar un poco más, puede obtener reemplazos de conmutación directos para algo como el 7805. Varios fabricantes venden pequeños módulos reguladores de conmutación de tamaño 7 805 , que incluso tienen el mismo tamaño . Sin embargo, generalmente cuestan alrededor de $ 10- $ 15 dólares.

Editar : ¿Alguien sabe por qué mis símbolos de signo de dólar se están desvaneciendo?

Gracias por la respuesta. No creo que utilice un regulador de conmutación en este caso, pero sin duda lo tendré en cuenta para mi próximo proyecto.

Arreglé mi regulador lineal de sobrecalentamiento simplemente agregando un disipador de calor grande y grueso. Saqué el regulador de la PCB, conecté el cable de conexión a los cables y lo monté en un gran trozo de metal que corté de una fuente de alimentación vieja.

Lo he puesto en funcionamiento durante aproximadamente 4 horas y solo está ligeramente tibio... ¡problema resuelto!

circuito con disipador grande

¡Luciendo muy limpio también!
El problema aquí es que su carcasa IP67 funcionará como un horno de respaldo. Como esencialmente no hay flujo de aire, el interior se calentará con el tiempo. El disipador no reduce la energía térmica, simplemente la disipa mejor. Pero solo puede esparcirlo en sí mismo o en el aire. Haciendo una buena conexión térmica entre el disipador térmico y su carcasa (mediante el uso de algún tipo de almohadilla térmica), es posible que pueda aliviar estos problemas. Además, los cables largos entre el 7805 y la placa pueden suponer un problema. Al menos agregue un pequeño condensador (100-470nF de cerámica) a los pines de entrada y salida del 7805 a tierra.
También considere agregar un diodo entre los pines de entrada y salida del 7805. De lo contrario, podría freírse si la caja se desconecta.
Enfriamiento del regulador en un espacio confinado
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