Selección de LDO basada en la disipación de energía

¿Quizás podría ayudarme a confirmar mi discusión térmica sobre la elección de LDO apropiado?

MIC5225 , un LDO garantizado de corriente de salida de 16Vin y 150mA. Entonces, en cuanto a los parámetros, supongo que podría usar este paquete SOT23-5 y hacer que se ejecute desde fi 14Vin a 3.3Vout y 100mA de salida.

Revisé algunas preguntas y respuestas relevantes sobre los temas de 'disipación de energía LDO':

(no puedo proporcionar enlaces, ya que no hay suficientes representantes)

  • "Selección de LDO en el punto de vista Térmico"
  • "SOT-223 Thermal Pad and Vias" (muchas referencias también)

De acuerdo con un modelo de potenciómetro [ http://www.ti.com/lit/an/slva118a/slva118a.pdf] , la potencia disipada es equivalente a la diferencia de voltaje de entrada y salida y la corriente de salida. Entonces

(14 V de entrada - 3,3 V de salida) * 100 mA de salida = 1,1 W. (empezando a sospechar)

Según mis lecturas, SOT23-5 (con 235C/W de resistencia térmica ambiental) no puede manejarlo con tal voltaje de entrada.

(125C - 25C)/235[C/W] = 0,426 W (Entonces, cuando la temperatura ambiente es de 25C, el paquete podría disipar 426mW) sin flujo de aire

Concluyo que es falso esperar que el regulador funcione hasta 16Vin y 3V3, 150mA, aunque se anuncia como tal (Tampoco se pudo encontrar ningún otro paquete para esto). ¿ Por qué publicidad falsa xD?

Luego elegí LD1117S33TR con SOT-223 que debería administrar 1.1W con algo de disipación de calor. El espacio también es bastante escaso. La resistencia térmica del paquete es ~110C/W. Entonces, quizás solo el paquete podría disiparse:

(125C-25C)/110[C/W] = 0,91W

y con algo de disipación de calor en PCB y flujo de aire, ¿debería estar bien? Me pregunto si este tren de pensamiento es correcto.

No es publicidad falsa. Puede funcionar con 16Vin, puede funcionar con 150mA, pero no ambos al mismo tiempo en condiciones realistas. Estoy de acuerdo en que la información en las hojas de datos a veces no es realista o está un poco inflada, pero en este caso, su redacción podría ser demasiado agresiva.
No es 'publicidad engañosa'. Le están diciendo cuáles son cada uno de los factores limitantes individuales. No te están diciendo que puedes combinarlos todos a la vez. Si desea una salida de 100 mA, entonces (usando sus cálculos) no puede suministrar más de 7,5 V (0,426/0,1 + 3,3).
como también para los otros comentarios sobre 'anuncio falso': Quizás sí, la redacción es un poco fuerte, pero ahora entiendo la 'letra pequeña' sobre ese tema. ¡Gracias! Todos los que dieron buenos aportes, supongo que elegí la publicación 'respondida' en función de la utilidad para otros también. ¡Gracias!

Respuestas (3)

Tu razonamiento está bien y los cálculos son correctos. Tienes toda la razón. Y un paquete SOT-223 puede disipar 1,1 W, siempre que tenga suficiente área de cobre debajo del paquete. Hay algunos recursos en Internet que brindan sugerencias sobre el área mínima de cobre que necesita para una potencia determinada con este paquete:

Lo único que hay que aclarar es que no se trata de publicidad engañosa . MIC5225 puede manejar entrada de 16V. También puede manejar 150mA. La cosa es que no puedes tener ambos al mismo tiempo con este paquete, de hecho. O lo usa con un voltaje de entrada alto pero una corriente baja (algunas aplicaciones solo necesitan unas pocas decenas de mA) o, si necesita una corriente más alta, necesita un voltaje de entrada más bajo.

Sin embargo, tenga en cuenta que probablemente pueda cumplir ambas condiciones durante un tiempo muy corto.

Un truco que puede usar con los reguladores lineales en tal situación es usar una resistencia de alta potencia y bajo valor en serie con la entrada. Esta resistencia disipará la mayor parte del calor cuando aumente la corriente. Solo tiene que calcular su valor para que la caída de voltaje a través de esta resistencia, cuando la corriente esté en su valor máximo, sea menor que la diferencia entre su voltaje de entrada y el voltaje mínimo requerido en la entrada del regulador (use la ley de ohm). El único inconveniente sería una regulación de carga ligeramente peor.

como también para los otros comentarios sobre 'anuncio falso': Quizás sí, la redacción es un poco fuerte, pero ahora entiendo la 'letra pequeña' sobre ese tema. ¡Gracias!

Ese cálculo *(14Vin - 3.3Vout) * 100mAout = 1.1W.* es correcto, nada sospechoso al respecto.

Ese 1,1 W me dice inmediatamente que tienes que hacer algo para deshacerte del calor disipado. Para un LDO pequeño en un paquete SOT, 1,1 W es demasiado. Está bien si proporciona una refrigeración adecuada (gran área de cobre y/o disipador de calor, suficiente flujo de aire), pero está llegando al límite.

Si insiste en los LDO, podría usar 2 LDO en serie, uno de 14 V a 9 V y un segundo de 9 V a 3,3 V. Eso reparte los 1,1 W entre 2 dispositivos, pero el total sigue siendo 1,1 W.

Una solución menos derrochadora y más fresca es optar por un regulador conmutado (un convertidor reductor). Tenga en cuenta que estos son un poco más complicados de usar que la mayoría de los LDO, siga estrictamente las pautas en la hoja de datos.

Una alternativa podría ser utilizar un módulo convertidor reductor listo para usar.

Sí, considerado un dólar también. Actualmente, la decisión de LDO fue minimizar el número de componentes, ya que no hay mucho espacio... costo también. La mayoría de los dólares de forma pequeña son bastante caros (2-4 $ por chip). Al ver que la disipación de calor LDO tampoco me gana mucho espacio, tengo que pensarlo un poco más. ¡Gracias por la respuesta informativa!
En el caso de una restricción de espacio, definitivamente optaría por una solución conmutada. Sin embargo, existen soluciones baratas como este módulo ebay.nl/itm/… observe cómo el inductor es el componente más grande.

Es bastante común tener una parte con múltiples límites. Hay que respetarlos a todos.

En el caso de un regulador de voltaje, tiene un límite de voltaje, un límite de corriente y un límite de temperatura. Todos los diseñadores experimentados saben esto, así que sepa qué buscar en la hoja de datos.

El límite de voltaje y el límite de corriente son frases sencillas, con pocas o ninguna pero, y pueden aparecer en la parte superior de la hoja de datos.

El límite de temperatura (que siempre está en el orden de la unión de 150 °C) desafortunadamente depende de su ambiente, su disipador de calor, su corriente y su caída de voltaje, lo que requiere algo de trabajo y no se puede poner en una sola línea. Tampoco es práctico resumirlo. El mejor resumen es en qué paquete está. Un TO-220 cambiará más energía que un SO-8 antes de cocinar, pero solo si está en un disipador de calor. Un 'power pad' SO-8 con disipador de calor superará a un TO-220 sin él.

Ahora, si quiere señalar con el dedo la publicidad engañosa, intente averiguar la capacitancia frente al sesgo de voltaje y la temperatura para las tapas de cerámica de alto valor y alto K, ¡es divertido!