Choisissez un dissipateur thermique pour le régulateur de tension

Je dois dissiper d'un régulateur de tension. C'est un 7805 dans un boîtier TO-220. La fiche technique est ici.$2W$

C'est la première fois que je dois les choisir, je voudrais donc revoir la décision suivante car j'ai peur de manquer quelque chose car ce son est vraiment compliqué pour moi. Je vais donc vous mettre ici tout mon raisonnement.

$R_{thJC}$ est 5 C°/Wpour le package TO-220 et est (tableau 3, page 7). Comme je vais devoir me dissiper je vais avoir sans radiateur de chaleur sur la puce. La pièce est autour . est tellement sûr que j'ai besoin d'un dissipateur thermique. Dans ce cas, il se contente de se baser sur cette formule ou$R_{thJA}$50 C°/W2W100°21°$T_{op}$0° to 125°31°$Max_{ambiant}+ R_{thJC} \times W_{dissipated}$21 + 50 * 2

Mais maintenant je suis bloqué. Pour l'exemple, je prendrai ce dissipateur thermique . Il est classé comme 40 K/W. Je suppose que K est pour les degrés kelvin. Dans ce cas, cela signifie-t-il qu'il est noté 233°C/W? J'ai trouvé cette formule:

$Max_{JunctionTemp} >= Max_{AmbientTemp} + (W_{Dissipated} \times (R_{thJC_{C°/W}} + R_{thHeatSink_{C°/W}}))$

Ce qui me donne:

$21 + (2.5 \times (5 + 233) = 595°C$

Donc, il y a quelque chose qui ne va pas car cela signifierait que la jonction entre la puce et le dissipateur thermique sera chaude à 600 ° ... Qu'est-ce que j'ai raté?

Se référer à wikipedia

Les unités SI de résistance thermique sont les kelvins par watt ou les degrés équivalents Celsius par watt (les deux sont les mêmes depuis que les intervalles Δ1 K = Δ1 ° C).

K / W est identique à C / W et c'est parce qu'ils représentent une différence de température par watt plutôt qu'une température absolue.

Le résultat de votre calcul à l'aide d'un dissipateur thermique 40K / W est:
$21 + (2.5 \times (5 + 40)) = 112.5°C$

Il semble y avoir une idée fausse concernant la signification de l'indice K / W et la capacité de refroidissement d'un dissipateur thermique donné.
Lorsque vous comparez deux dissipateurs thermiques, plus le coefficient K / W est faible, meilleur est le dissipateur thermique, un coefficient K / W inférieur signifie qu'il peut dissiper plus de puissance avec moins d'augmentation de température.

À titre d'exemple:
un dissipateur thermique de 40 K / W augmente la température de 40 degrés Celsius (au-dessus de la température ambiante) pour chaque watt. Un dissipateur thermique plus efficace (en ce qui concerne la capacité de refroidissement) est un modèle qui a un indice K / W inférieur comme par exemple 20K / W parce que la température n'augmentera que de 20 degrés Celsius pour chaque watt dissipé.

Vous pouvez résoudre un problème de chaleur de la même manière que vous résoudriez un problème de courant traversant une résistance. Le courant est équivalent à la chaleur, la résistance est la résistance thermique et la tension est la température.

Vous avez 2W de courant de chaleur à travers une série de résistances thermiques: Rj-c (5K / W), ajoutez 1K / W pour le contact imparfait entre le boîtier et votre radiateur, et le radiateur à air (40K / W). Le total est de 46K / W. Avec un flux de chaleur de 2W, cela entraînera un gradient de température de 98 K: la jonction sera 98K plus chaude que l'air ambiant.

Une question difficile dans de tels calculs est de savoir à quel point vous pouvez garantir un air ambiant bas. Supposons (maximum) 40C. La température de jonction (maximale) est alors de 40 + 98 = 138C.

Le (Fairchild) LM7805 indique 125C comme température de fonctionnement maximale sous les «maxima absolus». Notez qu'en principe, les maxima absolus ne peuvent PAS être utilisés pour les calculs de conception, mais les graphiques ont plus tard des courbes jusqu'à 125C, donc sur cette base, le chiffre de 125C est correct à utiliser.

125 <138, donc avec une température ambiante de 40C et 2A, votre dissipateur thermique pourrait ne pas suffire. (Je dis peut - être parce que j'ai utilisé les pires cas. Mais en tant que designer, vous devriez!)

Je vous suggère de vous trouver un dissipateur thermique un peu plus grand, visez 20K / W. Cela rendra également le dissipateur de chaleur moins chaud à difficile (mais toujours beaucoup trop chaud pour toucher confortablement! Calculez par vous-même à quel point il sera chaud).