Puede modelar el sistema térmico de la misma manera que un sistema eléctrico. Tendrá cierta resistencia térmica entre la carga y el disipador de calor, y luego cierta resistencia térmica entre el disipador de calor y el ambiente. La masa del disipador de calor es más o menos equivalente a un condensador. Así que, esencialmente, tiene un circuito RC con una resistencia paralela equivalente sustancial a través del condensador. La temperatura es análoga al voltaje, y la temperatura ambiente hace una referencia de tierra conveniente, y la potencia térmica es análoga a la corriente. Puede determinar la capacidad térmica del disipador térmico a partir de su masa y el calor específico del material del que está hecho.
Para empezar, suponga que el disipador térmico está a temperatura ambiente. Usted conoce la velocidad de entrada de calor a su sistema térmico (la potencia disipada por el LM338), por lo que puede multiplicarla por la resistencia térmica entre el disipador de calor y el regulador para determinar la diferencia de temperatura entre los dos. A medida que el regulador continúa aplicando calor al disipador térmico, el disipador térmico comenzará a aumentar la temperatura a una tasa determinada por su capacidad térmica y la tasa de entrada de calor. Una vez que el disipador térmico está por encima de la temperatura ambiente, el calor comenzará a fluir hacia el ambiente, por lo que su tasa de aumento de temperatura disminuirá a medida que aumente su temperatura.
Eventualmente, el sistema alcanzará un estado estable cuando la velocidad a la que se desplaza el calor del disipador térmico al entorno sea igual a la velocidad a la que el calor pasa del regulador al sensor térmico. Recordará que este sistema es, esencialmente, un divisor de resistencia con un condensador en paralelo, por lo que para determinar las temperaturas del disipador térmico y del regulador en estado estable, solo necesitamos multiplicar la salida térmica del regulador por la resistencia térmica entre el disipador térmico y la temperatura ambiente. para obtener la temperatura del disipador de calor y la resistencia entre el regulador y el disipador de calor para obtener la diferencia entre la temperatura del regulador y el disipador de calor. Agregue las dos temperaturas para obtener la diferencia entre el regulador y el ambiente.
(Tenga en cuenta que también hay una resistencia térmica entre el dado del regulador y el exterior de su paquete. ¡Por lo tanto, habrá una diferencia de temperatura entre el dado (que es la broca que realmente necesita para controlar la temperatura!) y el paquete que será igual a la resistencia multiplicada por la potencia térmica disipada por el regulador. Entonces, en total, su temperatura de matriz será igual a la potencia térmica multiplicada por la suma de la matriz por paquete, paquete por unidad disipador térmico, y temperatura del disipador térmico a temperatura ambiente, más la temperatura ambiente. Sin embargo, la capacidad térmica del paquete es probablemente despreciable, por lo que lo dejaremos de lado por ahora.
Tomando todo esto en conjunto, puede trazar la temperatura del disipador de calor y el regulador mientras su sistema está en su estado de alta potencia, y puede determinar la temperatura que alcanzará al final del período de alta potencia (Puede o no haber alcanzado el estado estable para entonces). Una vez que su sistema entra en estado de baja potencia, el disipador térmico se 'descargará' por su resistencia térmica al medio ambiente y su temperatura bajará a una tasa determinada por esa resistencia. A medida que la temperatura del disipador de calor disminuye, también lo hace la velocidad a la que pierde calor, por lo que usted termina con una curva que no se parece a la de un condensador en un circuito RC. Nuevamente, puede trazar las temperaturas durante este período de enfriamiento.
Al igual que en un circuito RC electrónico equivalente, la cantidad de ondulación que aparece en la temperatura del disipador de calor dependerá de la frecuencia de los cambios de entrada en relación con el tamaño del disipador de calor y el componente resistivo que lo descarga.