TO-92 yeterince ısınmıyor

Bir DC fanını AVR MCU ile kontrol ediyorum ve fanın bağlı olduğu 2N3904 NPN transistörün termal özelliklerini merak ediyorum .

Transistörün veri sayfasını okurken, aşağıdaki değerleri buluyorum:

R_{θ J - A} = 200^{\circ} C/W

$R_{\theta J-A} = 200\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

R_{θ J - C} = 83.3^{\circ} C/W

$R_{\theta J-C} = 83.3\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

Ortam ve kasa arasındaki termal direncin:

R_{θ C - A} = R_{θ J - A} - R_{θ J - C} = 116.7^{\circ} C/W

$R_{\theta C-A} = R_{\theta J-A} - R_{\theta J-C} = 116.7\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

Yani, transistörden geçirilen her watt güç için davanın ortam sıcaklığında yükselmesini beklerdim . $116.7\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

Şimdi, multimetre ile fanın terminalleri arasındaki voltajı ve fanın yediği akımı okumak:

V = 11.45 V

$V = 11.45\text{ V}$

A = 73 mA

$A = 73\text{ mA}$

Şimdi beklemem gereken davanın sıcaklığını hesaplıyorum:

P = V \times A = 0.83 W

$P = V \times A = 0.83\text{ W}$

T_{C} = T_{A} + P \times R_{θ C - A} = 18 + 0.83 \times 116.7 = 114.86^{\circ} C

$T_C = T_A + P \times R_{\theta C-A} = 18 + 0.83 \times 116.7 = 114.86\text{ }^{\circ}\text{C}$

Fan 5+ dakika çalıştıktan sonra, transistöre dokunmaya devam ediyorum ve parmağımı yakarken perişan bir şekilde başarısız oluyorum. Kasanın sıcaklığı belki de ortamın biraz üzerindedir, ancak parmaklarımda herhangi bir sıcak hissi hissedecek kadar sıcak değil.

Hat boyunca bir yerde, termal tasarım anlayışımda büyük bir hata yaptım. Neyi yanlış yapıyorum?

transistors thermal power-dissipation

— Nikola Malešević
kaynak

Tutarlı bir soru oluşturmak ve çalışmanızı göstermek iyi iş.

— Matt Young

^ + 1, ancak 'vakadan-ortama' termal direnç için nedeninizi anlamıyorum. Güç birleşme noktasında dağıtılır ve bu durumda ölçüm yaparsınız, bu nedenle hesaplamalarınızda R_j-c değerini kullanmalısınız. Kasa, kavşakta harcanan Watt başına 83.3C ısınıyor.

— vofa

A V_{C C}

$\small AV_{CC}$

@ vofa R_j-c bana kavşak ve kasa arasındaki sıcaklık farkını verecekti. Bu yararlı olsa da, parmağımla ölçebileceğim şey değil. Yaptığım şey, kasa ve ortam arasındaki farkı tahmin etmeye çalışıyor ve transistör tarafından kullanılan gücü doğru hesaplarken gerçek dünyayla eşleşiyor.

— Nikola Malešević

@SamGibson Yukarıdaki şekil çok basitleştirilmiştir. Aslında ATmega32'yi birkaç sıcaklık sensörü, birkaç fan, seri iletişim, vb. İle kullanıyorum. Analog gürültü önleme yanı sıra ayırma kapakları zaten var. Yorum için teşekkürler.

— Nikola Malešević

0,83 W, transistöre değil, fana giden güçtür.

Transistör tarafından harcanan güç esas olarak aynı akım değeridir, ancak C'den E'ye voltajla çarpılır, bu muhtemelen doygun olduğunda sadece 200-300 mV civarındadır. Bu, transistörün yayılmasını 15-20 mW gibi bir şey yapar, bu da en fazla sadece birkaç derece sıcaklıkta bir artış sağlar.

— Dave Tweed
kaynak

Bu mantıklı, teşekkürler. Toplayıcı ve yayıcı arasındaki 170 mV voltaj düşüşünü ölçtüm ve parmaklarımdaki hissi eşleştirerek bana 1.45 santigrat derece sıcaklık artışı sağladım. Görkemli! Akıl yürütmemin geri kalanı sesli mi?

— Nikola Malešević

Bir noktaya. Evet, termal dirençleri bu şekilde eklemek ve çıkarmak geçerlidir. Bununla birlikte, "ortam için durum" direnç değerinin, kasaya parmağınızla dokunmak veya hatta ne kadar nefes aldığınız gibi şeylerden güçlü bir şekilde etkilendiğini unutmayın, bu nedenle belirli bir sıcaklık artışını tahmin etmeye çalışmak her türlü hataya tabidir.

— Dave Tweed