Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCBwayPCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Moc rozpraszana w różnych typach obudów

15 Maj 2012 13:11 2835 10
  • Poziom 23  
    Witam
    Projektuje właśnie układ ładowania akumulatora żelowego 12V. Mam pytanie ile mocy jest w stanie rozproszyć obudowa TO252 ? Oczywiście chodzi o układ przylutowany do płytki z polem miedzi pod układem. Płytka zamknięta w obudowie bez wentylacji. Wychodzi mi że na układzie wydzielało by się około 2W mocy. Czy pole miedzi wielkości niewiele przekraczającej obrys obudowy wystarczy do chłodzenia ?
  • PCBwayPCBway
  • Poziom 43  
    Witam!
    Bezpiecznie jest założyć, że 100cm2 radiatora AL≠2mm rozprasza moc 10W. Wykorzystanie laminatu jest mniej efektywne, choć przewodność cieplna miedzi jest 2 razy lepsza, niż aluminium.
    Dla 2W sugerował bym powierzchnię >10cm2.
  • PCBwayPCBway
  • Poziom 38  
    To jak zapytać: "jaką prędkość maksymalną rozwija samochód?"
    W tej obudowie są produkowane różne układy, z różnymi parametrami termicznymi i mocą rozpraszaną w zależności od warunków montażu/chłodzenia.
    Rthjc=1,1-8K/W
    Rthja=20-100K/W - i tu wiele zależy od tego czy podawana wartość jest dla montażu na PCB (jakim, z jaką grubością miedzi, z jakim polem pow. miedzi itp) czy w wolnym powietrzu (czasem producent podaje taki parametr mimo, że ta obudowa nadaje się tylko do lutowania na PCB), zdarzają się błędy i pomylone oznaczenia.
    Reasumując - za mało danych, musisz sprawdzić dane/zalecenia dla tego konkretnego przyrządu w datasheet producenta, zwykle podawane są tabele i nomogramy obrazujące Rthja w zależności od rodzaju PCB i wielkości miedzi.
    Na moje oko, pad miedzi wielkości obrysu obudowy dla 2W bez wentylacji to za mało dla bezpiecznej pracy (co nie znaczy że układ się spali).
  • Poziom 23  
    Jest to układ LM317 w obudowie TO252. Laminat jest typowy 1,5mm i miedź 35um. Wiem że to zależy od wielu czynników, ale np. dla obudowy TO220 przeważnie przyjmuję że bez radiatora może rozproszyć 1,5W i jeszcze się na tym nie zawiodłem. Oczywiście przyjmuję rozsądny margines.
  • Poziom 43  
    LM317 ma (podobno) wewnętrzne zabezpieczenie termiczne, które ogranicza prąd przy osiągnięciu maksymalnej dopuszczalnej temperatury. Niemniej, miedź 35um nie przewodzi zbyt dobrze "wzdłuż", a laminat też nie jest dobrym przewodnikiem.
    Daj pod LM-a pasek aluminiowy wygięty w górę, żeby zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła, taki pasek nie jest "trudny" konstrukcyjnie, a może być bardzo pożyteczny.
  • Poziom 38  
    TO-220 jest "bardziej przewidywalna", bo to "normalna" obudowa, dla niej podawane Rth są klasycznie czyli Rthjc i Rthja - bez żadnych warunków dodatkowych.
    Dla LM317 w starszej wersji datasheet http://www.alldatasheet.pl/datasheet-pdf/pdf/8619/NSC/LM317.html podano dla TO-252 wszystko co trzeba: str. 5 - Rthja=92K/W, Note6, oraz uwagi i wykresy na str. 10-12 wskazują, że do bezpiecznej pracy z 2W potrzebujesz przylutować ten układ na padzie 70um o wielkości min. 1 cal kwadratowy.
    Dla miedzi 35um odpowiednio więcej.
    Można zastosować sposoby - lutować układ na PCB przez blaszkę Cu gr. ok. 0,5-1mm odpowiednio większą , wygiętą ponad układ.
    Niestety, obudowa TO-252 ma gorsze własności termiczne niż TO-263.
  • Poziom 40  
    Witam
    Cytat:
    Płytka zamknięta w obudowie bez wentylacji.

    Trzeba wziąć pod uwagę temperaturę wewnątrz obudowy, może nie uda się w ogóle tego zrobić.
  • Poziom 38  
    Dar.El napisał:
    Witam
    Cytat:
    Płytka zamknięta w obudowie bez wentylacji.

    Trzeba wziąć pod uwagę temperaturę wewnątrz obudowy, może nie uda się w ogóle tego zrobić.


    Nie wiemy jaka będzie temperatura wewnątrz obudowy - o tym decyduje jej wielkość , ewent. otwory, materiał obudowy, ilość ciepła - czy są tam inne elementy wydzielające ciepło i jak daleko od LM317 itp - dlatego przyjąłem, że Ta=55stC będzie wystarczającym (?) założeniem i wtedy Rthja= (Tjmax-Ta)P=(150-55)/2=47K/W, co odpowiada padowi 1 cal kw. miedzi 70µm tylko z jednej strony (górnej).
    Jeśli masz laminat 1 uncjowy (35µm) - powierzchnię pada trzeba zwiększyć o ok. 40%; - w tego typu konstrukcjach raczej należy używać laminat 2-uncjowy (70µm).
    Można nieco poprawić sytuację padem na dolnej stronie laminatu - obrazuje to Table1 - str.10.

    Rzuuf napisał:

    Daj pod LM-a pasek aluminiowy wygięty w górę, żeby zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła, taki pasek nie jest "trudny" konstrukcyjnie, a może być bardzo pożyteczny.

    A jak to przylutuje (aluminium)?
    Tylko miedź/mosiądz, od biedy nawet stal-ocynk ujdzie.
  • Poziom 23  
    Oczywiście blaszka alu to kiepskie rozwiązanie. Ostatecznie zdecydowałem się na przetwornicę impulsową co rozwiązuje problem układowy. Mimo wszystko kwestia dalej mnie ciekawi. Muszę postudiować nieco temat rezystancji termicznej.
  • Poziom 43  
    Pasek AL rzeczywiście nie jest do lutowania, ale można go przykleić na scalaka lub na laminat. Warstwa kleju <0,1mm zwiększa oporność termiczną o ok. 2°C/W. Lepsze są kleje epoksydowe (wytrzymałość termiczna).
    Radiator Fe jest kiepskim rozwiązaniem, przewodność cieplna jest 8 razy gorsza, niż Cu. Podobne własności ma brąz lub mosiądz.
    Tu ciekawa tabela przewodności cieplnej:
    http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_thermal_conductivities
  • Poziom 38  
    Rzuuf napisał:
    Pasek AL rzeczywiście nie jest do lutowania, ale można go przykleić na scalaka lub na laminat. Warstwa kleju <0,1mm zwiększa oporność termiczną o ok. 2°C/W. Lepsze są kleje epoksydowe (wytrzymałość termiczna).
    Radiator Fe jest kiepskim rozwiązaniem, przewodność cieplna jest 8 razy gorsza, niż Cu. Podobne własności ma brąz lub mosiądz.
    Tu ciekawa tabela przewodności cieplnej:
    http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_thermal_conductivities

    Kontynuując - z powodu
    kozak_sc napisał:
    Mimo wszystko kwestia dalej mnie ciekawi. Muszę postudiować nieco temat rezystancji termicznej.

    dodam, że klejenie tu jest kiepskim rozwiązaniem, bo:
    - mamy warunki "stworzone" do lutowania,
    - klejenie jest niepewne, klej może puścić i blaszka biega po płytce (robiąc zwarcia),
    - duże pogorszenie warunków - Rth mocno wzrasta.
    Dużo lepsze jest lutowanie, nie bez powodu pisałem o stali, że "od biedy".
    Trzeba pamiętać, że owa 8 krotnie gorsza przewodność cieplna stali w porównaniu do miedzi nie przekłada się wprost na wzrost Rth - a ten parametr tu decyduje.
    Taki pasek blachy stalowej podłożony pod układ scalony i wygięty nad nim spełni swoją rolę poprawiając chłodzenie, gdyż:
    - do PCB poprzez tę blachę odprowadzanie ciepła będzie prawie takie samo jak bez tej blachy. Dlaczego? - bo Rth blachy<<RthPCB i dlatego Rth blachy+RthPCB≈RthPCB,
    - pasek blachy wygięty nad układem ileś tego ciepła odda do powietrza.
    Spełni oczywiście gorzej od miedzianego czy mosiężnego.
    Chociaż prawdę mówiąc to sposób na lutowanie aluminium też jest.