¿Cómo calcular los requisitos del disipador de calor? Explicación de la unidad K / W

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Estoy planeando hacer una fuente de alimentación con el LM2596 (variante de voltaje ajustable) . En la hoja de datos leí que la eficiencia para V IN = 12V, V OUT = 3V, I LOAD = 3A es del 73%. Eso significa, si no me equivoco, que 3 × 3/73 × 27 & approx; 3.33W se desperdiciarán como calor.

Cuando un disipador de calor tiene una clasificación de 20 K / W, ¿significa eso que por cada vatio que se disipa como calor, la temperatura del disipador de calor aumenta con 20 K? Cuando el disipador térmico está conectado correctamente, ¿es este el valor con el que debería calcularme o la temperatura del componente siempre es más alta que la del disipador térmico, s.t. En realidad debería calcular con, por ejemplo, 22K / W?

En este ejemplo, entonces, el aumento de temperatura con un 20K / W sería 3.33 * 20 = 66.7K, lo cual sigue siendo correcto porque el chip puede manejar hasta 125 ° C según la hoja de datos.

¿Esto es correcto? Estoy un poco preocupado de que esté bien, ya que mi componente alcanza los 90 ° C, aunque la hoja de datos dice que está bien.

    
pregunta Keelan

2 respuestas

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Solo para referencia, usaré ° C / W porque es lo que estoy acostumbrado.

En la hoja de datos de su regulador, bajo las características térmicas, generalmente hay dos valores.
\ $ R _ {\ theta JA} \ $ - Unión a ambiente
\ $ R _ {\ theta JC} \ $ - Empalme al caso

Si no usa un disipador de calor, entonces \ $ R _ {\ theta JA} \ $ es el valor que usa para calcular qué tan caliente estará el regulador.
Cuando use un disipador térmico, tome su \ $ R _ {\ theta JC} \ $ y añádalo a su clasificación del disipador (20 ° C / W en este caso) y recuerde agregar cualquier otra resistencia térmica. La almohadilla térmica entre el dispositivo y el disipador térmico es uno de estos ejemplos.

Ahora, este 22 ° C / W se encuentra en un mundo perfecto donde tiene una conexión térmica súper perfecta, así que tome su resultado como una estimación en lugar de "It siempre será de 60 ° C"

Cuando calculas la temperatura, tienes razón al pensar que esta será la temperatura del componente y del disipador de calor. Sin embargo, recuerde que hay una gran diferencia entre un paquete TO-220 y un bloque de aluminio y que ambos elementos tardarán en alcanzar la misma temperatura.

Edit: porque recordé que lo tenía a mano, aquí hay una imagen térmica de un PCB en el que estoy trabajando. Esto ocurre aproximadamente 5 minutos después de encenderlo. Observe que el componente en sí es de 43 ° C y amarillo en la imagen térmica, pero la gran almohadilla de cobre del dispositivo circundante para el dispositivo es de color púrpura y está más cerca de los 20 ° C.

P.S: ignora la supernova candente que se acerca desde la derecha, esta es una tabla de trabajo en progreso

    
respondido por el Doodle
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La hoja de datos del chip le indicará la resistencia térmica de 'unión a caja', que para un dispositivo en un disipador de calor será la resistencia térmica al disipador de calor (o al menos en el lado del dispositivo de la almohadilla térmica si tener uno.).

Usted está tratando de obtener calor de la unión (es decir, el semiconductor) al aire, que pasa a través de varias resistencias - unión a la caja, caja al disipador térmico (es decir, almohadilla térmica), disipador térmico al aire. Cada uno de estos será especificado por el fabricante de la parte correspondiente, y usted debe sumarlos y luego multiplicarlos por la potencia que fluye a través de esa resistencia.

La sección 11.3 de su hoja de datos cubre 'consideraciones térmicas' y tiene algunos gráficos reales basados en disipadores de calor reales. Puede usarlos para verificar sus suposiciones.

(Creo que tu disipador de calor es probablemente demasiado pequeño, pero eso es solo un sentimiento)

    
respondido por el user143744

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