Odprowadzanie ciepła z TO-252

Jul 07, 2021 7 Replies

W czasach gdy jeszcze stosowałem montaż THT, zwykle nie było wielkich problemów z odprowadzaniem ciepła. Stabilizator w obudowie TO-220 potrafił znieść całkiem sporo, gdyż wbudowana blaszka potrafiła w wielu zastosowaniach rozproszyć wystarczającą ilość ciepła i element podczas pracy nie robił się gorący w dotyku. W bardziej ekstremalnych sytuacjach wystarczyło przykręcić kawałek aluminiowego kątownika.



Gdy przerzuciłem się na stabilizatory SMD, też wielkiego problemu nie było - thermal pad przylutowany bezpośrednio do ogólnego pola masy niemal zawsze zapewniał odpowiednie chłodzenie w amatorskich projektach.



Teraz jednak zastanawiam się nad inną sytuacją - co w przypadku, kiedy funkcję thermal pada pełni wyprowadzenie niepołączone z masą? Na przykład dren w tranzystorze pełniącym funkcję klucza w przetwornicy impulsowej, albo thermal pad w takiej przetwornicy jak LM2596S?



Konkretnie mam kilka pytań:



1) Istniej sytuacje, kiedy taki tranzystor/przetwornica poradzi sobie bez dodatkowego chłodzenia i mogę po prostu podciągnąć ścieżki, bez stawiania dużego pola miedzi dookoła?
2) Czy jeśli w prototypie podczas pracy taki element robi się ciepły w dotyku, ale nie parzy, to można uznać, że pracuje w dostateczne "komfortowych" warunkach?
3) Jaka jest zasada do do szacowania wymaganego pola miedzi, potrzebnego do odprowadzenia ciepła z takiego elementu?
4) Czy dopuszczalne jest wspomaganie się innymi metodami, np. przyklejenie małego miedzianego/aluminiowego radiatorka od góry obudowy TO-252? Pamiętam, że w czasach pierwszego Raspberry Pi schładzano w ten sposób liniowy stabilizator na wejściu zasilania.

W dniu 2021-07-07 o 20:32, Atlantis pisze:

Ależ oczywiście, np. powszechnie stosowane w stepstickach przyklejane radiatorki.

Pozdroofka, Pawel Chorzempa

W dniu 07.07.2021 o 20:32, Atlantis pisze:

Może czegoś nie wiem, ale akurat w LM2596S to chyba radiatorek jest na masie. Z tym, że to bardzo stary układ i tak za bardzo to nie widzę powodu żeby go jeszcze używać. A odnośnie dalszych pytań to masz ładnie w pdf podane parametry termiczne. Nie wprost moc, ale łatwo to przeliczyć. Tylko trzeba wiedzieć ile mocy w układzie się wydzieli. W układach zaczynających się na LM26 przy tych samych parametrach wydzieli się tej mocy sporo mniej, chociaż to też stare układy są.

O ile to pole nie jest potrzebne do czegoś innego. Ogólnie w opisach układów masz informacje nt odprowadzania ciepła i bywa że są informacje również dla minimalnego pada. Często są też przykłady płytek, niekoniecznie w "ogólnym" pdf, czasem trzeba sięgnąć do not aplikacyjnych. Bywa że np są podane rezystancje termiczne do górnej powierzchni układu, w razie gdybyś miał dokleić z góry radiator...

Tak.

W lepszych dokumentacjach układów masz informacje na ten temat, przynajmniej jakieś przykłady. Ale to różnie bywa. Jeżeli takich informacji nie ma to bywa że wolę poszukać innego układu. A ogólnie z jednej strony wiadomo że im więcej tym lepiej, ale co za dużo to niezdrowo :)

Jasne że tak. Są też radiatory lutowane do PCB, akurat do TO252 to masz np takie:

formatting link
Pozdrawiam

DD

W dniu 2021-07-07 o 20:32, Atlantis pisze:

Weźmy klasykę 7805 w DPAK. W karcie katalogowej:

formatting link
pierwszym rysunku jest schemat a już na drugim (str.7) jest to o co pytasz.

Weźmy dane z prawych końców wykresów: rezystancja termiczna jakieś

47°C/W, moc około 2,13W. Z tego wynika wzrost temperatury struktury względem temperatury otoczenia 47*2,13 = około 100°C. Wykresy są dla temperatury otoczenia 50°C czyli zakładają max temperaturę struktury równą 150°C co się zgadza z podanym max w tabelce na stronie 2. Wszystko gra.

W tabelce na str 2 masz też podaną rezystancję Junction-Case 5°C/W. Dla 2.13W oznacza to 5*2,13=10,65°C. Taka jest różnica między temperaturą obudowy (tej metalowej części) a struktury. Czyli jak struktura ma 150°C to obudowa ma około 139°C. I są to maksymalne dopuszczalne warunki pracy. Z tego masz odpowiedź na Twoje pytanie 2 - jak element ma temperaturę około 80°C to już bardzo mocno parzy a do jego granic zastosowania jeszcze jest daleko.

Ja tam wolę być znacznie poniżej parametrów dopuszczalnych, a nawet parzenia :) P.G.

W dniu 08.07.2021 o 09:51, Piotr Gałka pisze:

Dorzucę opis starej, pewnie znanej Wam metody praktycznej: na radiator lub obudowę kładziemy pipetką kroplę wody. Jeśli odparuje w około 30 sekund, to jest OK.

P.P.

formatting link
Pozdrawiam

Adam Górski

Ja mam inną rule of thumb (nomen omen): jak się nie da dotknąć, to schrzaniłem. :)

Pozdrawiam, Piotr

No pewnie. Idąc dalej na skali szajby:

2: thermal jumper z azotku glinu:
formatting link
3: płytka z IMS 4: płytka z ceramiki tlenkowej 5: płytka z ceramiki azotkowej.

Do 3 włączie Cię stać. ;)

Pozdrawiam, Piotr

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required