Reguladores lineales sobrecalentamiento

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Diseñé y construí una pequeña tabla para suministrar aproximadamente 2A a 12 V (regulada) desde una verruga de pared no regulada de 18 V para un proyecto mío. Utiliza dos reguladores lineales LM7812 para suministrar 1A cada uno para cargas separadas. Mi problema es que es sobrecalentamiento .

A continuación se muestran los esquemas.

Acontinuaciónsemuestraeldiseñodeltablero.

Y aquí hay una foto del prototipo.

Mi pregunta es: ¿Qué tiene de malo mi pizarra?

¿Se está sobrecalentando debido al disipador térmico de tamaño insuficiente o existe algún problema con el diseño? ¿O debería simplemente desecharlo y tirar todos los reguladores lineales en mis contenedores y diseñar uno nuevo utilizando reguladores de conmutación?

    
pregunta Ricardo

2 respuestas

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Este es un gran ejemplo de por qué necesita hacer los cálculos y casi no puede construir algo a ciegas. Debería haber sido obvio desde el principio que sus reguladores se calentarían solo con la física básica.

Usted dice que tiene aproximadamente 18 V de entrada y que cada regulador produce 12 V a 1 A. Eso significa que (18 V - 12 V) * 1 A = 6 W está siendo disipado por cada regulador. Eso es mucho más de lo que una funda TO-220 puede manejar en aire libre.

Hay dos opciones obvias:

  1. Coloque un disipador de calor en cada regulador. Asegúrese de que pueda manejar los 6 W de potencia y mantenga la pieza lo suficientemente fría como sea que sea su temperatura ambiente. Esta vez haz las matemáticas por adelantado. Asegúrese de tener en cuenta no solo la resistencia térmica del disipador de calor, sino también la resistencia térmica de la matriz al estuche. El total debe ser lo suficientemente bajo para que 6 W en la matriz no exceda su temperatura de operación.

    Por ejemplo, supongamos que necesita mantener el dado a 125 ° C o por debajo (lo inventé, es su tarea mirar la hoja de datos y encontrar el número real) y su ambiente no excederá de 25 DO. Eso significa que puede permitirse un aumento de hasta 100 ° C en la matriz por encima del ambiente. Dado que se disipan 6 W de potencia, eso significa que su resistencia combinada de matriz a caja y de caja a ambiente debe ser de 100 ° C / 6 W = 16.6 ° C / W.

  2. Use un regulador de swithing. A estos voltajes, deberías poder encontrar algo que pueda hacer 2 A de salida. El interruptor único reemplazará los dos reguladores lineales. También será más pequeño y más barato, ya que no tendrá que lidiar con deshacerse de 18 W de calor.

respondido por el Olin Lathrop
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En primer lugar, debe observar qué está haciendo el voltaje con un osciloscopio, en ambos lados de los reguladores, bajo carga. La medición de CC de 19.5 V no es precisa porque no es CC pura. Su multímetro probablemente realiza mediciones RMS asumiendo formas de onda sinusoidales, lo cual es discutible porque es una característica de su modo de medición de CA.

El voltaje de su fuente de alimentación no regulada provoca una caída excesiva. Encuentra uno que apague alrededor de 15V. Puedes ir tan bajo como 14.5. Consulte esta pregunta: ¿7812 voltaje de entrada mínimo? Minimizar el abandono eliminará a Watts de la producción de calor.

Es posible que la verruga de la pared no tenga suficiente condensador del depósito en el interior. O tal vez ninguno: solo un transformador y un puente.

El capacitor de 0.33 uF en el lado de entrada de sus reguladores es casi seguro que no es suficiente para reducir suficientemente la ondulación. La ondulación debe reducirse al menos hasta el punto de que el voltaje en el lado de entrada nunca caiga por debajo de ese mínimo de 14.5 V necesario para que el regulador mantenga la regulación.

El valor del condensador de 0,33 uF de la hoja de datos no pretende ser un condensador de depósito. No es necesario si tiene un condensador de depósito cerca del regulador; está ahí para la estabilidad y debe diseñarse si el condensador del reservorio está lejos del regulador (por ejemplo, si está dentro de la fuente no regulada).

Al poner dos y dos juntos, debería ser obvio que el condensador del reservorio también lo ayuda a minimizar el voltaje de entrada: cuanto más pequeña sea la ondulación pico a pico, más cerca podrá estar el voltaje.

    
respondido por el Kaz

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