Gerçek bir soğutucu olmadan doğrusal bir regülatör nasıl serin tutulur?

Bazı uygulamalar için doğrusal bir regülatör kullanmak istiyorum, SOT-223 (SOT-89 değil) paketinde. Tercihen hantal bir soğutucu olmadan nasıl serin tutabilirim? Regülatör 2-3W ısı yayıyor olabilir. Regülatörü serin tutmak için PCB üzerindeki regülatörün altında bakır izleri kullanabileceğinizi duydum; bu konuda herhangi bir referansı olan var mı?

O kadar ısıyı, ısıyı uzaklaştırmak için sadece bakır izleriyle dağıtamazsınız. (Bir SOT-89 da çok küçük bir pakettir, söz konusu paketteki belirli bir bölümün 3W için derecelendirildiğinden emin misiniz?)

Cihaza bir ısı emici için çok fazla bakır vermek için dört kat ve çok sayıda diziden D-Pak boyutlu paketler kullanıyorum.

Bu, düşük iş çevrimli yükler için oldukça iyi çalışır, ancak sürekli yük uygulamaları için iyi çalışmaz (havaya yüksek termal direnç vardır). Yüksek dağıtım gereksinimleri için, kanatçıklara ve üzerinde hareket eden havaya ihtiyacınız vardır ve devre kartlarını nasıl yapacağımı bildiğimden farklı bir şekilde inşa etmiyorsanız, bu kanatçıkları almak için bir soğutucuya ihtiyacınız olacak.

Bunun doğrudan sorunuzu cevaplamadığını, ancak düşünmek isteyebileceğiniz bir şeyin farkındayım.

Çok fazla enerji harcamak yerine, lineer regülatörünüzden önce bir kova dönüştürücü koyabilirsiniz. Kovanın lineer regülatörünüzün gerektirdiğinden biraz daha yüksek bir voltajda çıkmasını sağlayın.

Bu sadece dağıtmak zorunda olduğunuz ısı miktarını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda tasarımınızın verimliliğini de artırır.

Isı batarmasıyla ilgili olarak, doğrudan yer düzlemime birkaç vias koyma eğilimindeyim. Zemin düzlemi ısıyı dağıtmada çok iyi görünüyor. Eğer 4 + tabaka tahta gitmek ve zemin düzlem iç varsa o zaman ısı dağılımı neredeyse iyi olmayacak.

Fizik yasaları. 3W'yi büyük termal dirence sahip cihazlar aracılığıyla dağıtmanız gerekir, sıcaklık artışı olacaktır. Bakır izleri kullanarak ısıyı yüzeye montaj cihazlarından baskılı devre kartına götürebilirsiniz. Ama bu sıcaklığın hala batması gerekiyor.

Bir SOT223 cihazına bakıldığında, 91 K / W'lık bir Rj-a'ya sahiptirler, bu da iki ila üç wattta 273 K'lik bir sıcaklık bekleniyor. Bu cihazınızı pişirecektir. Rj-s (lehim noktası direncine birleşme yeri) 10 K / W'dir, böylece kartınız cihazın ortam sıcaklığının 30 K üzerinde olacağı ısıyı dağıtabilir.

Kartınız metal kasaya monte edilmişse, biraz tasarım çabasıyla, devre kartındaki büyük termal pedleri metal kasadaki adalarla hizalayabilirsiniz.

        /---\                        hot device    
==================================   PCB
_______/     \______/    \______     Metal enclosure

Her katmanda bol miktarda büyük bakır pedlerin kullanılması, ısının aktarılmasına yardımcı olacaktır. Diğer tek sorun, devre kartını metal kasaya kelepçelemek ve kartın kasaya ısı iletebilmesi için yeterli basınç ve termal bileşik uygulamaktır.

Bunu yapmak, ısıyı bileşenden panoya ve kasaya etkili bir şekilde aktarır. Böylece muhafaza etkili bir şekilde soğutucu haline gelir.

Kartta soğutucu olmadan, Rj-a'yı 91 K / W'dan daha düşük bir değere düşüreceksiniz. Bu değerin ne olduğunu, deneysel olarak belirlemeniz gerekecektir. Söz konusu cihazla basit bir devre kartı ve her katmanda vias ile termal pedler yapın, ardından cihazdan çalıştırdığınız güç miktarını hafifçe iki watttan iki / üç watt'a ve bir termokupl kullanarak artırın , kartı ve cihaza sıcaklığı kaydedin. Bu, devre kartınızdaki cihazın Rj-a'sını hesaplamanızı sağlar.

Evet kartı kullanarak cihazı soğutabilirsiniz. Bunun makul miktarda yüzey alanı gerektirdiğini unutmayın. Panonuzun tamamının bileşene soğutma etkisi vermesini beklemeyin, örneğin sekme zemin düzlemindeyse. Tek etkili alan 6cm ila 8cm arasında olduğunu düşünüyorum.

Genellikle bu düzlemlerde gördüğünüz küçük delikler veya küçük delikler termal geçişlerdir. Tahtanın diğer tarafında muhtemelen bir bakır düzlem vardır. Termal soğutmayı arttırır, ancak kendi kartlarınızı şirket içinde prototiplendirdiğinizde yapmak zor olabilir. Delikler o kadar büyük olamaz (birkaç onda biri mm).

Geçen gün biraz soğutma gerektiren bir anahtarlama regülatörü yaptım. Biraz daha büyük bir TO-263 kasasındaydı. Ama her neyse, sayfa 4 ve 5'teki ulusal veri sayfası, 1 metrekarelik bakır alanla 26C / W soğutma direncine sahip olduğumu belirtti. Bu JA, çok da kötü değil. 3W dağıtırsanız, ortamın üzerine 75C ekler, bu da yeterince iyidir. Bu özel durumda PCB'yi amatör bir gravür makinesinde yapıyordum, bu yüzden alanı iki kat daha büyük yaptım çünkü pabın lehimleme bağlantısını yapmak daha zor.

Düşük Profilli Güç Dağıtımı'nda açıklandığı gibi , başka bir bileşende (yukarı akım direnci veya ikinci regülatör) biraz ısı harcayabilirsiniz, bu nedenle regülatörünüzün çok fazla dağıtması gerekmez. Minimum ve maksimum gerilimler ile görmeyi beklediğiniz minimum ve maksimum yükler için hesaplamalar yapmanız gerekir.

Bu büyük bir acımasız olabilir ve gereksinimleriniz üzerinde herhangi bir termal tahmin yapmadım, ancak bir soğutucunun fiziksel boyutu bir problemse, kartı veya cihaz alanını düşük termal dirence sahip bir bileşikle kaplamaktır. Bunun termal yükü yaymak için düz eski Araldite ile yapıldığını gördüm. Çömlekçilik metal bir kasanın içinde yapılırsa, metal işçiliğinden de faydalanabilirsiniz. Dikkat edin - bu, yeniden çalışmayı biraz zorlaştırır!

Bir SOT-223 paket anahtarlama transistörü için aynı soruyu araştırırken, ON Semiconductor Lehimleme ve Montaj Teknikleri Referans Kılavuzu'nda tökezledim (burada bulabilirsiniz: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/SOLDERRM-D.PDF ). Bu, termal ve montaj hususları hakkında derlenmiş bir makale setidir ve yaygın paket türleri için düzinelerce ayak izi içerir (SOT-223 dahil). Ayrıca PCB soğutucu montajlarının, termal gresin ve daha önce düşünmediğim diğer tekniklerin nasıl hazırlanacağına dair makaleler de içerir. Belge yakın zamanda gözden geçirildi, Temmuz 2014.

Bakmaya değer buldum.