Disipacion para un regulador de una fuente

[Alloy]

Hola buenas, vengo a proponer una duda que tengo sobre la construcción de una fuente de alimentación.

Fuente regulable con LM338K(TO-3), tensión de salida de 20V aprox. 3 amperios máximo.
Entonces si regulo la tensión de salida a 1´25V(el mínimo que ofrece el integrado) me encuentro con una disipación de: (Vout – Vin)•I , (20 – 1´25) • 3 = 56´25W que me resulta muchísimo a disipar.

Las características del regulador son:
Temperatura de trabajo = 150ºC ---- temperatura de trabajo de seguridad = 105ºCW --- Tjs
Rjc Resistencia junction-case = 1´40ºCW ----- RC
Temperatura ambiente = 33º ----- TA
Resistencia del transistor con mica aislante = 1´4ºCW ---- RT
La resistencia de la aleta la llamare ----RD
La resistencia total es la suma de: RC+RT+RD ---- Rtotal

Y la fórmula para averiguar Potencia Disipada es: PD = (Tjs – TA) : Rtotal ;
56´25W = (105 – 33) : Rtotal ; despejamos y Rtotal = 105 : 56´25 = 1´86ºCW

Si volvemos a la formula de Rtotal = Rc+RT+RD ; 1´86 = 1´40 + 1´4 + RD Podemos ver que es imposible conseguir una aleta de disipación para esas características, siendo además la aleta de 0´5ºCW de un tamaño enorme lo cual sería ridículo y además no cumple con las prestaciones.

Hago algo mal? Hay alguna solución?

Lo único que se que podría hacer es usar un trafo de 12+12 para utilizar una sola toma de 12V y asi disminuir la potencia disipada.

 

[cosmefulanito04]

Cuando colocas un disipador, es como poner una resistencia termica en paralelo con la resistencia termica carcasa-ambiente.

Bajando a lo que vos tenes, datos del datasheet:

Tj=125ºC (LM338)
Resistencia(j-a)=35ºC/W
Resistencia(j-c)=1,4ºC/W

Vos llegaste a la conclusion de que necesitas Pd=56,25W (en tu peor condicion).

[LATEX]Resistencia_{juntura-ambiente_{S/dispador}}=Resistencia_{juntura-carcasa}+Resistencia_{carcasa-ambiente_{S/dispador}}[/LATEX]

[LATEX]Resistencia_{carcasa-ambiente_{C/dispador}}=\frac{Resistencia_{disipador}.Resistencia_{carcasa-ambiente}}{Resistencia_{disipador}+Resistencia_{carcasa-ambiente}}[/LATEX]

[LATEX]Resistencia_{juntura-ambiente_{C/dispador}}=Resistencia_{juntura-carcasa}+Resistencia_{carcasa-ambiente_{C/dispador}}[/LATEX]

[LATEX]P_{disipada}=\frac{T_{juntura}-T_{amb}}{Resistencia_{juntura-ambiente}}[/LATEX]

Entonces la resistencia termica que necesitarias seria esta:

[LATEX]Resistencia_{juntura-ambiente}=\frac{T_{juntura}-T_{amb}}{P_{disipada}}=\frac{125C-33C}{56,25W}=1,63C/W[/LATEX]

De aca deberias sacar tu disipador:

[LATEX]Resistencia_{carcasa-ambiente_{C/dispador}}=Resistencia_{juntura-ambiente_{C/dispador}}-Resistencia_{juntura-carcasa}=1,63C/W-1,4C/W=0,2C/W[/LATEX]

Un poco peor de lo que te dio a vos, y fijta lo que te puede dar un disipador:

http://www.disipadores.com/alta_potencia.htm

Estas muy jugado, asi que te recomiendo no llegar a esas condiciones (Vout=1,23V y 3A).

 

[Eduardo]

Hago algo mal?

1- Escribir los números como se te dá gana, total los estúpidos leerán varias veces hasta entender que fué lo que quisiste escribir

2- Creer que 60W se disipan por convección natural con una chapita.

Hay alguna solución?

Lo que se hizo toda la vida. De acuerdo al espacio disponible y lo que se pretenda de la fuente:
- Usar un disipador del tamaño necesario para 60W con convección natural.
- Usar un disipador mas chico con ventilación forzada.
- Usar un transistor de refuerzo de manera de repartir la disipación cuando la corriente sea alta.
- Usar un trafo con derivacion y una llave selectora, de manera que no haya tanta caída de tensión inútil a 1.25V@3A.

 

[pandacba]

Eduardo no hay porque enojarse, convengamos que forista hizo lo que pudo con el editor del foro y que cosmefulanito pego las formulas como imágenes para que se pueda entender bien, no todo mundo domina esas cosas y no me digas que aún no sigues aprendiendo cosas aún de las más simples y tontas......

De echo en la actualidad, tomando la red, libros y revistas, que hablen sobre fuentes reguladas en ningún lado he visto que se mencione, el tema que para disminuir la disipación, reducir la tensión de entrada, es algo que si era muy común cuando me inicie, recuerdo en particular un manual de fuentes de Fapesa en la que traia con lujo de detalles una fuente que estaba dividia en dos de 0 a 20V y de 20 a 40V, y en la bibliografia de la época, pero luego nunca más, y desde hace muchos años sos el primero que leo que plantea algo asi, si es lógico, pero una lógica que se adquiere con los años, no caigamos en lo del huevo de Colón.......

Al menos este forista se tomo la molestia de leer un poco y hacer cálculos, que ya eso indica mucho en su favor.....
Un cordial saludo

 

[Alloy]

Eduardo no era mi intencion molestar a nadie con mi post, quizas podia haberme explicado mas al principio pero no soy perfecto, si no no vendria aqui a exponer dudas. Deje todos los calculos para comprobar si estaba inventando algo.


Usar un trafo con otra toma lo habia pensado aunque no me soluciona el problema siguen siendo muchos watios

Usar un transistor de refuerzo de manera de repartir la disipación cuando la corriente sea alta. De esto no tenia ni idea invesitgare un poquito a ver como va el tema.

 

[Eduardo]

Eduardo no era mi intencion molestar a nadie con mi post, quizas podia haberme explicado mas al principio pero no soy perfecto, si no no vendria aqui a exponer dudas. Deje todos los calculos para comprobar si estaba inventando algo.

Escribir claramente expresiones matemáticas no es cosa fácil, como los editores contemplan la simbología de manera muy elemental hay que andar inventando notaciones que quien conozca del tema sabrá comprender --> Pero usar un acento en lugar de una coma (o punto) es una tomada de pelo
Porque en lugar de eso no escribiste 186W para que se sepa que era un acertijo ?

Usar un trafo con otra toma lo habia pensado aunque no me soluciona el problema siguen siendo muchos watios

No podés modificar las leyes físicas, si en el LM338 caen 18.75V y circulan 3A vas a tener que disipar de alguna forma 60W, y si en lugar de 18.75V son 8V serán 24W and so on.

Usar un transistor de refuerzo de manera de repartir la disipación cuando la corriente sea alta. De esto no tenia ni idea invesitgare un poquito a ver como va el tema.

En este caso eso es exclusivamente por el problema de la resistencia térmica juntura-cápsula, al estar tan cercana a la resistencia máxima admisible (1.65 °C/W) se depende mucho de la fijación al disipador ==> Solución: Le hacés disipar algo razonable y el resto por uno-dos... transistores, los que hagan falta.
El tamaño final del disipador no va a variar, la diferencia es que ahora, internamente ni el LM338 ni los transistores estarán al límite de calientes.

 

[cosmefulanito04]

Para ahorrarme el tema de los disipadores zarpados, yo colocaria distintas salidas para distintos rangos de tension, y cada salida tenga 2 o mas reguladores de tension en serie para ir bajando la tension de a poco y tener pequeñas potencias en cada regulador. Si el proyecto requiero solo una salida, emplear algun circuito conmutador en el medio.

Otra es colocar reguladores en paralelo, pero ahi me entra la duda de como se reparten la corriente los reguladores.

 

[Alloy]

El caso que en el otro lado del charco cuando eramaos jovenzuelos nos enseñaron a poner ´ en vez de coma para los numeros, si esta claro que la otra manera es mas correcta para programas y demas, pero tampoco es tanta atrocidad y se puede decir sin faltar el respeto, desde luego si sabes todo lo que parece de electronica no creo que tubieses que leer tantas veces mi post para entenderlo.

Y retomando un poco el tema de nuevo, como seria para colocar los dos reguladores para dividir la intensidad? supongo que en paralelo y se diviria entre dos, despues como se conectarian, no se produciria algun efecto extraño supongo no? mis conocimientos solo son de 1º de fp superior.


El tema del conmutador no me termina de convecner ya que queria usar un potenciometro para regular manualmente. Si es necesario bajare a los 2A para poder realizar la fuente.

Hay que olvidar los valores de los componentes ya que los puse antes de realizar algunos calculos.

 

[fernandob]

el conmutador es DE LEJOS lo mas logico y profesional, si te levas con la teoria, como bien puso eduardo.

si vos mismo sabes que la potencia a disipar es un problema, ¿ por que generarla?
el potenciometro igual lo usas, la llave ademas, que problema tiene ??
alguna cuestion de religion ?? alguna promesa contra las llaves ??

un disipador maza y maza y que ademas queda muy decorativo es este:
(la base es de aluminio ).



ojo, ponele sensoir de temperatura por que si te lo olvidas prendido cenas pescado ....

 

[Alloy]

jajaja q bueno

Sobre el tema del conmutador es sacando una toma de las dos tomas del trafo que por ejemplo sea un 12+12 y coger una toma de 12 verdad? esto lo habia barajao, pero el problema es que si se me olvida por algun momento conmutarlo manualmente bye bye a mi fuente. El otro sistema era hacerlo con un rele y un operacional para que conmute segun la tension pero no se muy bien como hacer eso, por eso lo habia dejao a parte.

 

[fernandob]

a ver........decime que estas pensando vos ??
por que las excusas que pones no tienen sentido .

1 -- by by a tu fuente NO .
a lo mucho quemas lo que tengas conectado, si le mandas tension de mas.

2 --- acaso no es lo mismo con una perilla ?? si te la olvidas en el maximo y conectas la carga sin antes controlar la Vsal . de tu fuente ??

ponele un voltimetro y usala cuando estes despierto .

 

[Alloy]

Me imagino que el conmutador es para sacar de un trafo de 12+12 o 24V o 12V para asi con 12V haber menos disipacion. En realidad creo que solo se quemaria el regulador, pèro tampoco entiendo mucho.

Lo siento pero no se que es una perilla.

 

[fernandob]

a ver:

vos queres partir de un trafo de 24v para hacer una fuente variable.
y sabes bien que si a la fuente variable pe pedis poca tension , digamos 5v pues que el regulador electronico tendra que disipar el testo de la potencia.

pues... que te parece usar mejor un trafo de 12v solo ??
o un trafo de 9v solo ??

y si necesitas 12v pues usas un trafo de 15v .

asi estas entregando a la carga casi toda al energia del trafo .


pues esto ya se invento , y se llama trafo con derivaciones * llave selectora o interruptor .

es lo mismo que una bicicleta con cambios:
el ajuste grueso lo haces seleccionado la derivacion de el trafo con la llave .
y el ajuste fino con el potencionetro .

es la misma tecnologia que queres usar pero mas eficiente , sin desperdiciar energia en fuentes lineales.

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..

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che, estuve viendo la data.....5 amper maneja maximo .... tengo mi fuente que es un asco, ni les digo, es de la secundaria (mas de 20 años) y da asco .
y con este chip y 2 galletitas me hago la fuente

alguien sabe cuanto cuesta en capital?? quien lo vende bueno ??

 

[Alloy]

Vale pos ya le dire al de la tienda el tema del trafo y lomiro alli mismo aver como va, si parece la mejor solucion, muchas gracias!!