Disipación de potencia de perfil bajo

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Tengo un proyecto donde mis fuentes de alimentación me están causando un poco de dolor de cabeza. Tengo tres reguladores de voltaje que intento ejecutar desde una única fuente de alimentación de banco. Hay dos reguladores de 3.3V y un regulador de 12V. El consumo de corriente para el regulador de 12V es de hasta 500 mA, y cada regulador de 3.3V alcanza un pico de 150 mA.

Cuando conecto aproximadamente 14V a las entradas de estos reguladores, los reguladores de 3.3V comienzan a cocinar. Haciendo los cálculos, eso es aproximadamente 1.7W de disipación de potencia para cada uno de los reguladores de 3.3V. Están en un paquete TO-220 apuntando hacia arriba, y se pusieron demasiado calientes para tocarlos. Pude tirar un disipador de calor al azar que encontré en la pestaña y enfriar las cosas, pero la parte superior del disipador de calor tenía aproximadamente 2,5 pulgadas de alto, muy endeble y engorroso.

Realmente no quiero sacrificar la entrada de la fuente de alimentación individual, y tampoco quiero ir a una fuente de conmutación a bordo para las fuentes de 12V o 3.3V. ¿Cuáles son algunos paquetes pasivos +? ¿Soluciones para disipar hasta 2.0W de calor que son físicamente seguros y de perfil bajo (menos de 1 pulgada)?

Editar: Mis razones para no querer un suministro de conmutación son:

  1. No quiero lidiar con el cambio de ruido en las partes analógicas de mi diseño
  2. Me siento menos cómodo con el diseño de un regulador de conmutación que con un regulador lineal
  3. El PCB en el que estoy trabajando es grande y costoso. No tengo el tiempo / presupuesto para "probar" un regulador. Un regulador lineal con una mejor disipación de calor parece una forma mucho más segura de evitar hacer posavasos que un regulador de modo de conmutación.
pregunta W5VO

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Si se atasca con los reguladores lineales, puede colocar resistencias de gran potencia en serie con las entradas de los reguladores para disminuir el voltaje y compartir parte de la disipación de calor. Está disipando la misma cantidad de energía en ambos sentidos, pero podría facilitar el ajuste en su tablero o lo que sea.

Si está utilizando un LM7833, por ejemplo, y está suministrando 150 mA, la hoja de datos dice que la caída es de 2 V, por lo que la tensión de entrada siempre debe estar por encima de 5,3 V. Desde una fuente de 14 V a 150 mA, es un 2 W , < a href="http://www.wolframalpha.com/input/?i=%2814+V+-+5.3+V%29+%2F+150+mA"> 56 Ω resistor. La resistencia solo necesita circulación de aire a su alrededor, no un disipador de calor, y luego su regulador solo necesita un disipador de 500 mW en su lugar. La potencia más alta disipada en el regulador estará en la corriente cuando la resistencia y el regulador disipen la misma potencia, que en este caso es de aproximadamente 95 mA.

    
respondido por el endolith
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Los reguladores de voltaje

vienen en dos tipos, lineal y modo de conmutación. los reguladores lineales funcionan bien cuando la tensión de entrada está cerca de la tensión de salida, pero bastante mal si la tensión de entrada es mayor que la tensión de salida. Lo que necesitas es un regulador de modo de interruptor. Unos pocos minutos en digikey sugieren que un LM2574 hará el trabajo. El lado negativo de usar un regulador de este tipo es que requieren un par de componentes discretos adicionales (un puñado de condensadores, un diodo schottky y un inductor, en el caso del lm2574) para funcionar, pero básicamente no disipan el calor. p>     

respondido por el SingleNegationElimination
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Como dice que prefiere tener un problema de disipación de calor / desperdicio de energía que usar una fuente de alimentación en modo de conmutación, solo le queda una solución: debe atornillar sus reguladores a una pieza de metal suficientemente grande. Solía hacer cajas de aluminio plegadas para mis proyectos y la solución habitual era atornillar los reguladores en la caja, con arandelas de aislamiento adecuadas y láminas de mica, y tener cables voladores desde la PCB a los dispositivos reguladores. Para una mayor disipación, agregaría un disipador de calor montado externamente en la caja.

Hoy en día, los reguladores de modo conmutado se comprenden y caracterizan mucho mejor. Existe una gran cantidad de notas de aplicación y guías de diseño que le ayudarán a obtener un buen regulador estable y económico sin el horrible desperdicio de energía que conlleva un regulador lineal.

Desechar 3.5W para suministrar aproximadamente 1W en los rieles de 3.3V puede estar bien para un proyecto de pasatiempo, pero no sería aceptable para un producto comercial.

    
respondido por el uɐɪ
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No menciona por qué está en contra de una solución de suministro de conmutación ... ¿Le preocupa la complejidad? Hay docenas de reguladores de modo de conmutación muy simples por ahí. Son económicos y mucho más eficientes que los reguladores lineales.

CUI y Recom hacen reguladores de modo de conmutación de 3 terminales que son reemplazos directos para la serie 78xx anterior.

Si está buscando algo más barato (aunque deberá suministrar un diodo y un inductor), mire la serie LM2575 de conmutadores simples de National, Linear tiene docenas de variedades, TI ... Hay toneladas de notas de aplicaciones para ayudar a averiguar el tamaño del inductor. Hay muy pocas razones para necesitar un regulador lineal en estos días.

    
respondido por el akohlsmith

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