Cálculo básico de disipadores de calor

[J2C]

.


Ruben90

Sube la datasheet del dicho componente al foro.



Saludos, JuanKa.-

 

[ruben90]

Es un lm317, pero ya cheque bien el datasheet, por top se refiere si se coloca en la parte plastica del encapsulado y bottom si se coloca en la parte metalica del encapsulado. Muchas gracias, solo que no identificaba que significaba top y bottom lo malo de no saber ingles

 

[J2C]

.


Ruben90

En los reguladores suelen expresar ambas Resistencias Térmicas debido a diversas posibilidades de montajes según los proyectos.


En cuanto al aprendizaje del idioma ingles te sugiero que te "amigues" con el para que resulte mas sencilla para ti la parte técnica y lo digo con la experiencia de haberlo sufrido ese tema hace casi 40 años atrás !!!!.



Saludos, JuanKa.-

 

[ruben90]

Aqui molestando otra vez, ahora por un transistor BD135 trabajando como excitador para MOSFET. La potencia disipada (según el libro) es:

PD = Vce * Ic * tr * f = (2V)(0.3A)(72ns)(1kHz) = 43.2uW             

(Rja = 100 °C/W) y (Ta = 40 °C)

dando una Tj = 40 °C.

Mi duda es si la señal (Duty_Cycle) es del 100%, entonces sería

PD = Vce * Ic = (2V)(0.3A) = 0.6W

dando una Tj = 100 °C, estoy en lo correcto?

Los Vce = 2V son porque el transistor trabaja en la zona activa (Vin - Vbe < Vcc)

 

[chclau]

Aqui molestando otra vez, ahora por un transistor BD135 trabajando como excitador para MOSFET. La potencia disipada (según el libro) es:

PD = Vce * Ic * tr * f = (2V)(0.3A)(72ns)(1kHz) = 43.2uW             

(Rja = 100 °C/W) y (Ta = 40 °C)

dando una Tj = 40 °C.

Mi duda es si la señal (Duty_Cycle) es del 100%, entonces sería

PD = Vce * Ic = (2V)(0.3A) = 0.6W

dando una Tj = 100 °C, estoy en lo correcto?

Los Vce = 2V son porque el transistor trabaja en la zona activa (Vin - Vbe < Vcc)

Yo diria que no, porque si el Mosfet esta todo el tiempo encendido jamas consumira semejante corriente de gate

 

[ruben90]

Eso mismo pensé yo, ya que sería prácticamente una corriente constante, así que Ig = 100 uA, y la resistencia consumiría la mayor corriente (aprox. 1.07 mA).
Ahora, si elijo un ciclo de trabajo del 50%? Lo simule y me tira la siguiente gráfica (figura 1).

Se me hace raro que salga ese valor de potencia (Pd = 3W aprox.).
Tal vez no utilizó la fórmula correcta, porque la verdad ningún valor se acerca.

 

[chclau]

No se que simulaste, la potencia es la misma para cualquier ciclo de trabajo que no sea 0 o 100
porciento porque el transistor solo conduce durante la conmutación del Fet

 

[Dr. Zoidberg]

Los otros días estaba leyendo en ESP y encontré un nuevo diseño referido a una fuente de alimentación. Vale la pena leerlo, pero lo importante es que en el artículo encontré un comentario MUY interesante para construir los aisladores de los semiconductores de potencia cuando se los monta en un disipador:

One thing that is absolutely critical is the heatsink for U1 (U2 doesn't need a heatsink). The TO-220 package is not good for dissipating heat to start with, so ensuring the best possible thermal performance between the package and the heatsink is critical. I'm very reluctant to suggest a 'hot' (i.e. live) heatsink, so you need to make sure that your IC mounting is the very best you can achieve. Needless to say this eliminates silicone pads from the equation, as those you can get readily have poor thermal conductivity. My preference for the best thermal transfer is alumina (aluminium oxide ceramic), but they may be difficult to get. Because we're dealing with low voltages, the next best is probably high-temperature nylon - obtained by cutting up an oven bag (yes, really). It's extremely thin though, and the tiniest piece of swarf will puncture it. It must be used with thermal compound (aka 'thermal grease'), but it's actually very slightly better than Kapton. The heatsink also needs to be bigger than you thought, and/ or using a fan for maximum thermal efficiency.

Lo que este hombre propone es usar el plastico de las bolsas para horno como aislante en lugar de usar mica, e inclusive comenta que es un poquito mejor que el kapton. OJO!!!! Tienen que ser bolsas para horno por que el plástico es muy delgado y MUY RESISTENTE a altas temperaturas, como los mas de 180ºC que hay en un horno de la casa.

Creo que es una idea muy interesante para llevar a cabo, sobre todo en los semiconductores sometidos a altas demandas de potencia, tales como amplificadores de audio o reguladores lineales de tensión/corriente, y comprando un solo pack de bolsas tendrán aisladores para ustedes, sus hijos, sus nietos y demás descendencia generacional.

 

[malesi]

Los otros días estaba leyendo en ESP y encontré un nuevo diseño referido a una fuente de alimentación. Vale la pena leerlo, pero lo importante es que en el artículo encontré un comentario MUY interesante para construir los aisladores de los semiconductores de potencia cuando se los monta en un disipador:

Lo que este hombre propone es usar el plastico de las bolsas para horno como aislante en lugar de usar mica, e inclusive comenta que es un poquito mejor que el kapton. OJO!!!! Tienen que ser bolsas para horno por que el plástico es muy delgado y MUY RESISTENTE a altas temperaturas, como los mas de 180ºC que hay en un horno de la casa.

Creo que es una idea muy interesante para llevar a cabo, sobre todo en los semiconductores sometidos a altas demandas de potencia, tales como amplificadores de audio o reguladores lineales de tensión/corriente, y comprando un solo pack de bolsas tendrán aisladores para ustedes, sus hijos, sus nietos y demás descendencia generacional.

Este me lo apunto jaja . Y me llamaban loco hace porrada de años, por usar papel de horno y si no hay envoltorio de palomitas para horno

 

[SounDreamGames]

Te hago una consulta ¿con las resistencias para lo mismo? te pregunto porque esa parte no esta aclarada, pongo un ejemplo para que se entienda:

una resistecia de 10 ohm 5watts alimentada con 6v en el simulador funciona bien pero en la realidad alimentandola solo con 4v ya empieza a calentar y bastante.

Teniendo en cuenta esta de los disipadores, si el componente se mantiene dentro del rango de 25° a 75° gracias a un disipador, quisas necesite un disipador en esa resistencia.

Pd: Cabe aclarar que estoy hablando de cualquier componente, no solo de resistencias sino ya sea de un inductor, de un diodo, etc... etc.

Gracias de antemano y disculpen si cometo algún error, ya me paso en otros temas que los moderadores caen sobre mi como buitres a la carroña jaja, es un chiste.

 

[Dr. Zoidberg]

Te hago una consulta ¿con las resistencias para lo mismo? te pregunto porque esa parte no esta aclarada, pongo un ejemplo para que se entienda:

Mirá, lo primero que debes hacer es estudiar electricidad básica por que tus dudas se resuelven matemáticamente ==> hay ecuaciones que te permiten conocer cuanta potencia disipa un componente electrónico.
En el caso de tu pregunta las ecuaciones que permiten conocer la potencia disipada en una resistencia son:
Pr= (V^2)/R = (I^2) x R
Para vos: Pr = (6^2)/10=3.6W o para el caso de los 4 volts:
Pr=(4^2)/10=16/10=1.6W
Y esas son las potencias disipadas en cada caso.
Por "norma no escrita" siempre se usan resistencias que puedan disipar por lo menos el doble de la potencia máxima (aunque tal vez aparezca alguno con teorías esotéricas, pero la verdad la dice la matemática). En tu caso, para los 3.6W deberías usar una resistencia de 10 ohms 7 watts. Pero si como máximo va a disipar 1.6W, con una resistencia de 10ohms 3W te sobra.
Con esos valores no es que no va a calentar, por que el calor generado por la disipacion de potencia debe ir a alguna parte, pero con esa capacidad de disipación la resistencia va a tener una muy larga duración sin dañarse.
Esto que te he dicho vale para DC, y para AC hay que cambiar un poco la ecuación.
Tambien te cuento que hay ecuaciones y modelos que te permiten saber cual será la temperatura de la superficie de la resistencia...pero eso requiere mas estudios.

Entendés por que tenes que estudiar matemática, física, electricidad y otra parva de cosas????
Vos estás haciendo pruebas y estás descubriendo lo que sucede. Eso es MUY bueno, pero si no sabés por que ocurre y no sabés hasta donde va a calentar...vas a terminar quemando cosas sin aprender mas que eso en lugar de aprender teorías y prácticas que se conocen hace mas de 100 años...

 

[SounDreamGames]

Mirá, lo primero que debes hacer es estudiar electricidad básica por que tus dudas se resuelven matemáticamente ==> hay ecuaciones que te permiten conocer cuanta potencia disipa un componente electrónico.
En el caso de tu pregunta las ecuaciones que permiten conocer la potencia disipada en una resistencia son:
Pr= (V^2)/R = (I^2) x R
Para vos: Pr = (6^2)/10=3.6W o para el caso de los 4 volts:
Pr=(4^2)/10=16/10=1.6W
Y esas son las potencias disipadas en cada caso.
Por "norma no escrita" siempre se usan resistencias que puedan disipar por lo menos el doble de la potencia máxima (aunque tal vez aparezca alguno con teorías esotéricas, pero la verdad la dice la matemática). En tu caso, para los 3.6W deberías usar una resistencia de 10 ohms 7 watts. Pero si como máximo va a disipar 1.6W, con una resistencia de 10ohms 3W te sobra.
Con esos valores no es que no va a calentar, por que el calor generado por la disipacion de potencia debe ir a alguna parte, pero con esa capacidad de disipación la resistencia va a tener una muy larga duración sin dañarse.
Esto que te he dicho vale para DC, y para AC hay que cambiar un poco la ecuación.
Tambien te cuento que hay ecuaciones y modelos que te permiten saber cual será la temperatura de la superficie de la resistencia...pero eso requiere mas estudios.

Entendés por que tenes que estudiar matemática, física, electricidad y otra parva de cosas????
Vos estás haciendo pruebas y estás descubriendo lo que sucede. Eso es MUY bueno, pero si no sabés por que ocurre y no sabés hasta donde va a calentar...vas a terminar quemando cosas sin aprender mas que eso en lugar de aprender teorías y prácticas que se conocen hace mas de 100 años...

En verdad genial tu respuesta, pero entonces, asi como vos me recomendas que estudie yo te tengo también una recomendacion, al ver la ecuacion que describiste me di cuenta que teniendo esa cuenta mas la experiencia en la prueba puedo aprender mejor.

¿No haria falta poner un foro especifico para las formulas? Así ahí encontraríamos toda la informacion para no andar haciendo preguntas al cuete, como por ejemplo un apartado que se llame "formulas" donde esten la ley de ohm y explique las 3 formulas, la de disipacion de potencia que me acabas de contar y muchas otras mas como la de consumo en ca, donde una resistencia deja de ser resistencia y se convierte en una impedancia, formulas de inductores y muchisimas otras mas. Es una humilde opinión no se si estaras deacuerdo. Saludos.

 

[Dr. Zoidberg]

al ver la ecuacion que describiste me di cuenta que teniendo esa cuenta mas la experiencia en la prueba puedo aprender mejor.

Claro, y por eso te dije que es muy bueno lo que estás haciendo. El problema es que la práctica sin la teoría que la respalda limita terriblemente tu capacidad de aprender.

¿No haria falta poner un foro especifico para las formulas?

Dudo mucho que sirva de algo, por que si ponemos 1000 ecuaciones útiles.....serán útiles para quien las entienda y sepa el contexto de aplicación, pero nó para el que no sabe nada. No es así como funciona el aprendizaje, y además para las ecuaciones están los libros que también las explican.

Usá el buscador por que hay un post del usuario @Rorschach donde pasa un link a un sitio de descarga gratuita de libros muy viejos pero aún útiles para un novato como vos. La serie de libros se llama "Aprenda XXXX en 15 días" donde XXXX no es porno sino el nombre del tema a aprender en 15 días: electricidad electrónica, radio, etc.

 

[DJ T3]

comprando un solo pack de bolsas tendrán aisladores para ustedes, sus hijos, sus nietos y demás descendencia generacional.

A alguna seguro le metes un pollito con toda su salsa, si es asi, invitame...

Lo que me queda en la duda es la porosidad del material, ya que una cosa es que soporte X temperatura, y otra que realmente sirva para disipar.
Se que con la grasa lo rellena, pero habria que hacer la prueba