Convertidor DC-DC 12V que usa reguladores de voltaje de conmutación: dimensionamiento del disipador térmico y diseño de la placa

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Para reemplazar mi convertidor de CC-CC del regulador lineal de sobrecalentamiento , he diseñado esta nueva placa. Esta vez usé un par de reguladores de conmutación de 12V ( LM2575-12V ). Estoy usando dos reguladores de 1 amp porque mi proveedor local no tiene una versión de 2 amp.

Aquí están los esquemas.

Aquíestálapizarra.

No hay imágenes de la pizarra porque aún no existe. Esta vez, primero hice los cálculos y no construí la cosa a ciegas.

Las flechas rojas resaltan la conexión a tierra de punto único que intenté hacer, como se recomienda en la hoja de datos. ¿Es correcto el diseño? .

Aquí están mis cálculos para calcular el aumento de temperatura desde la temperatura ambiente. De acuerdo con la hoja de datos LM2575 , la disipación de potencia se calcula de la siguiente manera:

$$ PowerDissipated = V_ {in} .I_q + (V_o / V_ {in}). I_ {load} .V_ {sat} $$ $$ V_o = 12V, V_ {in} = 18V, V_ {sat} = 1.4V, I_q = 10mA, I_ {load} = 1A $$ $$ PowerDissipated = 0.18W + 0.93W = 1.11W $$

Nuevamente, desde la hoja de datos LM2575 , su resistencia térmica (unión a ambiente, en el peor de los casos) caso) es 65°C/W , lo que mantendría a los reguladores justo por debajo de 100°C considerando una temperatura ambiente de 25°C . Si utilizo mis disipadores de calor con 20°C/W y la resistencia térmica del regulador (de unión a caja) de , eso mantendría a los reguladores por debajo de 50°C

Mis preguntas son:

1. ¿Son correctos mis cálculos de disipación de calor?

2. ¿Mi tablero está diseñado correctamente, especialmente en relación con la conexión a tierra de un solo punto para los pines del regulador? Estos puntos están marcados por las flechas rojas en la imagen del tablero.

    
pregunta Ricardo

1 respuesta

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Que el 65 C / W es para un SOCKET sin cobre de calor. Si se suelda, con el diseño de cobre apropiado, desciende a 45 ° C / W, o menos, Junction to Ambient.

En cuanto a sus disipadores de calor, son ~ 20 ° C / W, pero se le olvidó agregar la clasificación de Unión a caja de 2 ° C / W. Por lo tanto, 25 ambiente + 20 Disipador de calor + 2 Unión a caja = 47 ° C / W * 1.2W = 56.4 ° C de temperatura de unión.

Puntos clave, mire las notas 8 a 11 en la página 7 del pdf, y considere el diseño del tablero ( tiene toneladas de espacio vacío en el tablero no es necesario tener todo tan cerca). / p>

La página 19 también tiene buena información:

  

CONSIDERACIONES TÉRMICAS / PUNTO DE CALOR
En muchos casos, no se requiere un disipador de calor para mantener la temperatura de la unión LM2575 dentro del rango operativo permitido. Para cada aplicación, para determinar si un calor Se requerirá sumidero, lo siguiente debe ser identificado:   1. Temperatura ambiente máxima (en la aplicación).
  2. Máxima disipación de potencia del regulador (en aplicación).
  3. Temperatura de empalme máxima permitida (150 ° C para el LM1575 o 125 ° C para el LM2575). Para un diseño seguro y conservador, se debe seleccionar una temperatura de aproximadamente 15 ° C más fría que la temperatura máxima.
  4. Resistencia térmica del paquete LM2575 θJA y θJC.

Pero entonces te das cuenta, The LM2575 is characterized for operation over the virtual junction temperature range of -40°C to 125°C . A 1.2W (estoy redondeando un poco) y en el peor de los casos 65 ° C / W Junction to Ambient, eso es solo 78 ° C de temperatura Junction. Casi 50 ° C por debajo de su temperatura máxima de funcionamiento. En el peor de los casos, el zócalo, no hay un tamaño adecuado de cobre en la PCB, no hay disipador de calor, y todavía está listo. ** Reorganiza los rastros, y arrójalo en tu disipador de calor, y estás dorado. Es posible que deba mover los inductores L1 / L2 o el disipador térmico no se conectará correctamente. Idealmente, tendría el Pin de tierra 3 conectado directamente al plano de tierra grande. **

Solo recuerde, espero que haya seleccionado el diseño correcto para el 2575 que está recibiendo, ya que tiene varias versiones.

Finalmente, TI tiene el software Switchers made Simple aquí: enlace que puede ayudar (aunque el LM2575 no está incluido). Además, este artículo enlace puede ayudar a darle algunas ideas.

    
respondido por el Passerby

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