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.

do góry

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

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


Pozdroofka,
Pawel Chorzempa
--
"-Tato, po czym poznać małą szkodliwość społeczną?
-Po wielkiej szkodzie prywatnej" (kopyrajt: S. Mrożek)
******* >>> !!! UWAGA: ODPOWIADAM TYLKO NA MAILE:
moje imie.(kropka)nazwisko, ten_smieszny_znaczek, gmail.com

do góry

W dniu 07.07.2021 o 20:32, Atlantis pisze:
> 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?

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.

> 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?

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...

> 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?

Tak.

> 3) Jaka jest zasada do do szacowania wymaganego pola miedzi, potrzebnego
> do odprowadzenia ciepła z takiego elementu?

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 :)

> 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.

Jasne że tak. Są też radiatory lutowane do PCB, akurat do TO252 to masz
np takie:
https://www.tme.eu/pl/details/fk24408dpak/radiatory/
fischer-elektronik/
https://www.tme.eu/pl/details/da-t263-401e-tr/radiat
ory/ohmite/

Pozdrawiam

DD

do góry

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

> 3) Jaka jest zasada do do szacowania wymaganego pola miedzi, potrzebnego
> do odprowadzenia ciepła z takiego elementu?

Weźmy klasykę 7805 w DPAK.
W karcie katalogowej:
https://www.tme.eu/Document/18f0867ef100d24f6bf0c9d9
bee4445c/mc78m_ser.pdf
na 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.

do góry

W dniu 08.07.2021 o 09:51, Piotr Gałka pisze:
> W dniu 2021-07-07 o 20:32, Atlantis pisze:
>
>> 3) Jaka jest zasada do do szacowania wymaganego pola miedzi,
>> potrzebnego do odprowadzenia ciepła z takiego elementu?
>
> Weźmy klasykę 7805 w DPAK.
> W karcie katalogowej:
> https://www.tme.eu/Document/18f0867ef100d24f6bf0c9d9
bee4445c/mc78m_ser.pdf
> na 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.

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.

do góry

> 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.

https://www.fischerelektronik.de/web_fischer/en_GB/h
eatsinks/C04/Heatsinks%20for%20D%20PAK%20and%20other
s/search.xhtml

Pozdrawiam

Adam Górski

do góry

Paweł Pawłowicz wrote:

> 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.

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

Pozdrawiam, Piotr

do góry

Atlantis wrote:

> 4) Czy dopuszczalne jest wspomaganie się innymi metodami, np.
> przyklejenie małego miedzianego/aluminiowego radiatorka od góry obudowy
> TO-252?

No pewnie. Idąc dalej na skali szajby:

2: thermal jumper z azotku glinu:
https://pl.mouser.com/datasheet/2/427/thjp-1709843.p
df
3: płytka z IMS
4: płytka z ceramiki tlenkowej
5: płytka z ceramiki azotkowej.

Do 3 włączie Cię stać. ;)

Pozdrawiam, Piotr

do góry