Estoy usando un regulador de voltaje 7808 en un paquete de 220. Vin es 12V, Vout es 8V. La corriente máxima esperada debe estar en el rango de 10 mA, digamos 50 mA como máximo. El circuito debe ser encapsulado. ¿Necesito agregar un disipador de calor al 7808, o esa energía se disipará correctamente sin él?
Haz las matematicas. El regulador caerá 4 V con 10 mA a través de él. (4 V)(10 mA) = 40 mW. Eso no es mucho, e incluso un paquete pequeño como un SOT-23 puede disiparlo de forma segura cuando se monta normalmente en una placa.
Sin embargo, usted mencionó que esto estará encerrado. Eso cambia la resistencia térmica de las uniones al ambiente. En última instancia, se trata de mantener las uniones por debajo de una temperatura máxima.
Una unión típica a la resistencia ambiental para un SOT-23 es de aproximadamente 360 °C/W. A 40 mW, eso significa que la unión estaría 15 °C por encima de la temperatura ambiente. Si la pieza puede funcionar a una temperatura de unión de hasta 120 °C, por ejemplo, y la temperatura ambiente es de 25 °C, entonces el dispositivo podría disipar hasta 260 mW.
Los cálculos son los mismos con un circuito encapsulado, excepto que la unión a la resistencia térmica ambiental será diferente. Puede ser más alto o más bajo, dependiendo de la naturaleza del compuesto para macetas y su profundidad. Esto es algo que debe analizar examinando cuidadosamente la hoja de datos del compuesto para macetas, y posiblemente hablando con el fabricante y tal vez realizando sus propios experimentos.
Una estrategia es sobre-especificarla groseramente. Por ejemplo, si obtiene un 7808 en un paquete TO-220, es difícil imaginar que habrá un problema, excepto en algunas situaciones extremas de encapsulamiento.
Mi regla general (conservadora en la mayoría de las situaciones) es que 600 mW son aceptables para un TO-220 sin disipador de calor. (a un precio típicamente indicado de 65 °C/W, eso es un aumento de 39 °C, por lo que en un entorno de 70 °C la unión estaría a 109 °C).
Su disipación máxima es (12-8)*50mA + 5mA*12 = 0.26W (5mA es aproximadamente la corriente que usa el regulador).
Así que parece que estará bien. Sin embargo, si omitió que debe funcionar a una temperatura ambiente de 100 °C, o en el vacío, o algún otro 'detalle' importante, es posible que no dure mucho. Se vuelve un poco más complejo con las piezas SMT que tienen disipadores de calor, como parches de cobre en la placa, lo indicado solo es válido para una situación de PCB de prueba muy específica y los intentos de aplicarlo a una situación muy diferente pueden terminar en lágrimas.
Si la disipación calculada se acercara a mi regla general o si las condiciones de funcionamiento fueran inusuales (por ejemplo, vacío o temperatura ambiente alta), haría los cálculos desde cero.
Wouter van Ooijen