Chọn một tản nhiệt cho ổn áp

Tôi phải tiêu tan từ một bộ điều chỉnh điện áp. Đó là 7805 trong gói TO-220. Bảng dữ liệu ở đây.$2W$

Đây là lần đầu tiên tôi phải chọn những thứ đó vì vậy tôi muốn xem xét lại quyết định sau đây vì tôi sợ bỏ lỡ điều gì đó vì âm thanh này thực sự phức tạp đối với tôi. Vì vậy, tôi sẽ đặt bạn ở đây toàn bộ lý luận của tôi.

$R_{thJC}$ là 5 C°/Wcho TO-220 gói và là (bảng 3, trang 7). Vì tôi sẽ cần phải tiêu tan tôi sẽ có mà không cần tản nhiệt trên chip. Phòng xung quanh . là để an toàn, tôi chắc chắn cần một bộ tản nhiệt. Trong trường hợp đó, nó sẽ chỉ đi xung quanh dựa trên công thức đó hoặc T o p M a x a m b i a n t + R t h J C × W d i s s i p a t e $R_{thJA}$50 C°/W2W100°21°$T_{op}$0° to 125°31°$Max_{ambiant}+ R_{thJC} \times W_{dissipated}$21 + 50 * 2

Nhưng bây giờ tôi bị chặn. Ví dụ tôi sẽ lấy tản nhiệt này . Anh ấy được đánh giá là 40 K/W. Tôi giả sử K là cho độ kelvin. Trong trường hợp đó có nghĩa là anh ấy được đánh giá là 233°C/W? Tôi đã tìm thấy công thức đó:

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

Mà cho tôi:

$21 + (2.5 \times (5 + 233) = 595°C$

Vì vậy, có điều gì đó không ổn vì điều này có nghĩa là điểm nối giữa chip và tản nhiệt sẽ nóng 600 ° ... Tôi đã bỏ lỡ điều gì?

Tham khảo wikipedia

Đơn vị SI của điện trở nhiệt là kelvins trên mỗi watt hoặc độ C tương đương trên mỗi watt (hai đơn vị này giống nhau vì các khoảng 1 K = 1 ° C).

K / W giống như C / W và đó là vì chúng đại diện cho chênh lệch nhiệt độ trên mỗi watt chứ không phải là nhiệt độ tuyệt đối.

Kết quả cho tính toán của bạn khi sử dụng tản nhiệt 40K / W là:
$21 + (2.5 \times (5 + 40)) = 112.5°C$

Dường như có một số quan niệm sai lầm về ý nghĩa của xếp hạng K / W và khả năng làm mát của một tản nhiệt nhất định.
Khi bạn so sánh hai tản nhiệt, xếp hạng K / W càng thấp thì tản nhiệt càng tốt, xếp hạng K / W thấp hơn có nghĩa là nó có thể tiêu tan nhiều năng lượng hơn với mức tăng nhiệt độ ít hơn.

Ví dụ:
Tản nhiệt 40K / W làm tăng nhiệt độ 40 độ C (cao hơn nhiệt độ môi trường) cho mỗi watt. Một tản nhiệt hiệu quả hơn (liên quan đến khả năng làm mát) là một mô hình có xếp hạng K / W thấp hơn như ví dụ 20K / W vì nhiệt độ sẽ chỉ tăng thêm 20 độ C cho mỗi watt tiêu tan.

Bạn có thể giải quyết vấn đề nhiệt giống như cách bạn giải quyết vấn đề dòng điện qua điện trở. Dòng điện tương đương với nhiệt, điện trở là điện trở nhiệt và điện áp là nhiệt độ.

Bạn có 2W dòng nhiệt thông qua một loạt các điện trở nhiệt: Rj-c (5K / W), thêm 1K / W cho tiếp xúc không hoàn hảo giữa vỏ và tản nhiệt của bạn, và tản nhiệt với không khí (40K / W). Tổng cộng là 46K / W. Với lưu lượng nhiệt là 2W, điều này sẽ gây ra độ dốc nhiệt độ 98 K: đường giao nhau sẽ nóng hơn 98K so với không khí xung quanh.

Một câu hỏi khó trong tính toán như vậy là bạn có thể đảm bảo không khí xung quanh thấp đến mức nào. Giả sử (tối đa) 40C. Khi đó, nhiệt độ tiếp giáp (tối đa) là 40 + 98 = 138C.

LM7805 (Fairchild) liệt kê 125C là nhiệt độ hoạt động tối đa theo 'cực đại tuyệt đối'. Lưu ý rằng về nguyên tắc, cực đại tuyệt đối KHÔNG thể được sử dụng để tính toán thiết kế, nhưng các đồ thị sau này có đường cong lên tới 125C, do đó, trên mặt đất đó, con số 125C vẫn ổn để sử dụng.

125 <138, vì vậy với nhiệt độ môi trường xung quanh là 40C và 2A, tản nhiệt của bạn có thể không đủ. (Tôi nói có thể bởi vì tôi đã sử dụng các số liệu trường hợp xấu hơn. Nhưng là một nhà thiết kế, bạn nên!)

Tôi đề nghị bạn nên tìm cho mình một tản nhiệt lớn hơn một chút, nhắm tới 20K / W. Điều này cũng sẽ làm cho tản nhiệt bớt nóng đến khó khăn (nhưng vẫn quá nóng để chạm vào thoải mái! Hãy tự tính toán xem nó sẽ nóng như thế nào.).