Circuito de carga MAX712 - el diodo se calienta demasiado

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He construido un cargador para mi batería de 7.2v 3000mAh con MAX712 IC.
Aquí está la hoja de datos:
enlace

Este es el esquema de mi cargador:

Es casi un esquema de la hoja de datos.
Los cálculos se realizaron con la ayuda de este excelente artículo: enlace

Aquí están mis valores:

  • Fuente de energía: 15V 3A
  • Rsense: 0.25Ohm - 4 1Ohm en paralelo.

El IC intenta mantener 0.25V en Rsense (R7, R8, R9, R10 en mi esquema), por lo que 0.25R da (0.25V / 0.25R = 1A) de corriente de carga rápida.

Cuando conecto la batería y enciendo la cosa, obtengo 1A fluyendo hacia la batería.

El problema que tengo es que el diodo D1 (1N5404 clasificado como 3A: el esquema dice 1N4004, pero lo he reemplazado en la placa) y el 2N6107 se está calentando mucho (no puedo mantener un dedo sobre él durante más de unos segundos) en ambos (Q1 incluso tiene un disipador de calor).

De acuerdo con esta fórmula, Q1 debería disipar 9W:

(Q1 pwr disipation) = [(DC IN) - (voltaje mínimo de la batería)] * (corriente de carga máxima) = (15 - 6) * 1 = 9W

El artículo nunca mencionó que D1 debería estar muy caliente, no ningún otro artículo que haya encontrado, lo que me hace pensar que algo está mal aunque la batería tenga la corriente de 1A correcta.

¿Alguna idea de por qué podrían estar haciendo demasiado calor? ¿Alguna otra información que pueda proporcionar?

    
pregunta Leonti

2 respuestas

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Para empezar: la electrónica puede calentarse. Muy caliente, de hecho. El diodo que está utilizando está clasificado a 150 grados Celsius. Le aconsejaría que realmente evite acercarse a eso, pero a lo que estoy tratando de llegar es que "no puedo tocarlo con el dedo, por lo que debe estar demasiado caliente" es una métrica muy mala. Me sorprendería si puede mantener el dedo sobre algo que esté por encima de 45-50 grados C durante más de unos pocos segundos. Por lo tanto, podría ser que la pieza sea de 60 a 70 grados (lo cual está bien).

Corrigamos algunos números: tenga en cuenta que estoy usando muchos valores "móviles", ya que este es solo un cálculo de fondo del sobre que no esperaría que fuera preciso en más del 20% de todos modos:

El diodo

La hoja de datos del diodo muestra que debemos esperar una caída de aproximadamente 1 voltio a 1 A de corriente. También nos da aproximadamente \ $ R _ {\ theta ja} = 20 \ K / W \ $ (pero esto se supone que es una longitud de plomo grande. No sé si tiene la pieza al ras en el tablero o no. Asumamos no, si lo hace, el rendimiento térmico será aún peor). Dado aproximadamente 1W de disipación, necesita otros 20C por encima del ambiente. Eso ya será de unos 40 grados, y es el mejor de los casos. Si no tiene la longitud de cable de 9.5 mm mencionada en la hoja de datos, se va a poner mucho más caliente (podría imaginar fácilmente que \ $ R _ {\ theta ja) \ $ sea dos o incluso tres veces más grande si es montado al ras con el tablero sin grandes almohadillas de cobre).

También está la pregunta de dónde obtuvo la pieza, ya que mencionó un disipador de aliexpress, ¿también obtuvo sus piezas de aliexpress? Si es así, siempre hay una buena probabilidad de que el diodo que recibiste sea falso y, de hecho, sea un diodo mucho menos capaz.

El transistor

9W es mucho poder, y dudo mucho que ese pequeño disipador que publicaste en los comentarios pueda disipar eso de manera confiable. Ya tiene aproximadamente \ $ R _ {\ theta jc} = 3 \ K / W \ $, por lo que está mirando una temperatura de unión de al menos 20 grados por encima de la temperatura ambiente. Incluso con el disipador de calor que sugirió (5K / W), obtendrá otros 45 grados más que eso, así que 65 grados en total, a una temperatura ambiente de 20 grados centígrados, esa es una temperatura de unión de 85 grados centígrados, y su disipador térmico sentado a unos 65 grados centígrados!

En otras palabras, parece razonable que ambos se calienten bastante.

    
respondido por el Joren Vaes
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No, no hace 'demasiado calor'. Ningún lugar en el campo de la electrónica se define como "demasiado caliente" como "demasiado caliente al tacto".

La electrónica se calienta. Esto es un hecho de la vida. Las hojas de datos generalmente no le dicen si un determinado componente se calentará porque se supone que debe saber qué cosas se calentarán, qué tan calientes se pondrán y por qué. La electrónica de potencia es tanto térmica como electrónica.

Y definitivamente no hay una suposición no escrita de que las partes siempre estarán lo suficientemente frías para tocarlas sin quemarte. De hecho, esto rara vez es el caso. Ese diodo 1N5404? La temperatura máxima de funcionamiento es de 150 ° C. Si no excede esa temperatura, entonces no está "demasiado caliente". No hay nada de malo en que funcione continuamente a 140 ° C durante mucho tiempo, y en muchos dispositivos reales, los diodos pueden y funcionarán tan calientes. Por lo general, solo cuando la temperatura ambiente es la más alta, el producto está clasificado, pero aún así, sucede.

Si abre un sistema electrónico antiguo con un puente rectificador, a menudo verá una decoloración de la PCB en el área alrededor de estos diodos. Esto se debe a que esos retoños obtienen hot . Y esta bien. Están diseñados para operar en esas condiciones.

Hay muchos MOSFET que se clasifican a 175 ° C. Los nuevos semiconductores basados en carburo de silicio tienen un rango de operación teórico de 400 ° C (!!), aunque la mayoría están limitados a 200-225 ° C debido a que su epóxico de empaque no puede soportar más.

De todos modos, sí, los diodos se calientan. Especialmente cuando le pide a uno con una caída de voltaje de 1.2V que lleve 1A, como en su caso. Francamente, el 1N5404 es un diodo extremadamente inadecuado para esta aplicación. Así es el 1N4004, no estoy seguro de qué pensaba Maxim. Pero en tu caso, ese diodo está disipando al menos 1.2W. Si hace calor, bien. Eso significa que el circuito está funcionando. Si no quieres que se caliente más de lo que puedes tocar, muy mal, se va a poner demasiado caliente para que lo toques.

Ahora, si eligió un diodo con una caída de voltaje más baja, casi cualquier diodo Schottky, se calentará un poco menos. Estos diodos generalmente tienen aproximadamente la mitad de la caída de voltaje de un diodo de silicio, así que llamémoslo 600 mV. Esto reducirá el calor producido a la mitad, a 600 mW. Sin embargo, todavía se va a calentar, pero no callar tanto.

Para poner las cosas en perspectiva, imagine el tamaño de una resistencia de orificio de 1 / 4W. Intenta poner 1/4 de vatio a través de él. Se calentará lo suficiente como para quemarte, pero también tolerará esta temperatura perfectamente bien, sin duda mucho mejor que tu dedo. Ese diodo está perdiendo 5 veces más. 1.2W puede que no suene mucho, pero las cosas pequeñas se calientan sin que se les agreguen muchos julios.

En cuanto al transistor, por supuesto que se calienta, incluso con un disipador de calor. Ese es todo el punto de los disipadores. Para calentarse Funcionan mejor si están calientes. Convectan más calor a través del flujo de aire pasivo, y si son negros, también irradiarán algo de calor. El calor está incluso en el nombre. El transistor y el disipador térmico siempre estarán calientes. Lo único que importa es que no se calienten demasiado. Puede bajar la temperatura y el disipador de calor eventualmente alcanzará cualquiera de las dos

  1. Reduciendo la cantidad de energía que debe arrojar. Entonces, haz que desperdicie menos de 9W en calor. No creo que puedas con este circuito, ya que es lineal, y la regulación lineal funciona al quemar el exceso de voltaje como calor.

  2. Coloca un disipador de calor más grande en él (aún así se calentará, pero no alcanzará una temperatura de equilibrio tan alta).

  3. Hace que la temperatura ambiente / ambiente sea más fresca.

Para decirlo sin rodeos, no hay nada que esté mal en tu circuito, sino algo que está mal con tus expectativas. Lo siento. Los calentadores van a calentar.

    
respondido por el metacollin

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