Dissipador de calor, e resistencia termica.

[fabim]

Pessoal, estou a uns dias tentando entender como é a lógica de resistencia termica de um componente TO220, e qual caracteristica de dissipador eu necessito para este maledito.

Por exemplo:

Rth(j-c) Junction to case (AC)
I2PAK / D2PAK /" TO-220AB 1.4°C/W" ,
"TO-220AB insulated 2.3°C/W"


Rth(j-a) Junction to ambient S(1) = 1 cm2 - 1. Copper surface under tab.
D2PAK 45°C/W
TO-220AB / I2PAK /TO-220AB insulated 60°C/W


Eu estou a uns 3 dias tentando entender os calculos e fiquei totalmente confuso.

Tamb = 25°C, eu dissipo potencia sobre o componente até que a temperatura dele fique 60°C acima do ambiente.
Se com 5W o componente aqueceu 60°C, então a resistencia termica dele é de 60°/5W= 12°C/W.

Agora eu messo isto aonde no componente ? No cobre dele ?

E, se eu encontrar este valor, "o fabricante ja me deu os resultados não preciso testar novamente".

Eu preciso apenas ir no fabricante de perfil de aluminio, e pegar um perfil com a mesma resistencia ?
Tipo, se usar esta lógica, para um BTA12-600BWRG tocando 600W em 127Volt.

Vou precisar de um perfil de 4" de altura, e quase 5" de largura, com 0.8 de profundidade !!

Eu tenho ventilação forçada e tudo mais !!! F***

[xultz]

Ó, eu aprendi assim:

A fonte de corrente PW é a potência que teu dispositivo vai dissipar. Se por exemplo ele vai dissipar 10W, então substitui no circuito por 10A.
A resistência RJA é a soma de todas as resistências desde a junção até o meio externo do dispositivo (tem fabricante que soma tudo num só, outros gostam de dividir em três em série). Se por exemplo ele for de 3,5°C/W, então substitui por 3,5ohms no circuito.
A fonte AMB TEMP é a temperatura ambiente máxima que o dispositivo terá. Por exemplo, se for 45°C, substitui por 45V.
Aí você tem que decidir que temperatura quer ter no máximo na junção do dispositivo. O datasheet vai dizer qual é essa temperatura, por exemplo, 125°C, mas o ideal é baixar essa temperatura ao máximo. A cada 10°C que você baixa, você dobra a vida útli do aparelho. Suponha que decidiu por 100°C, então a tensão no nó TJ será de 100V.
Com essas informações, é possível calcular o valor de RD. Essa deve ser a resistência em °C/W do teu dissipador. O fabricante deve informar no catálogo dos dissipadores. Se você colocar ventilação forçada, essa resistência baixa consideravelmente, mas aí fica mais F*** de calcular, acho que só simulando mesmo, e são poucos os programas bons prá isso. Mexi uma vez no FloTherm, o programa é o bicho.

[fabim]

hum entendi, zomenos.
Veja, vamos por partes.
Meu triac vai chavascar, RMS 4.85A máximo, com 1,3V em RL de 30, minha carga mais pesada tem 29,96R.
4.85*1.3 = 6,305W RMS médio. absurdo, mais médio porque... a história é longa hehehe
Diz o fabricante que o TO220AB tem 1.3°C/W de resistencia no case/junção , e 60°C/W para o case/ambiente.

E ai, qual dissipador devo usar ? Excluindo variaveis de ventilação etc ?

OBS: Ambiente fica na faixa de 40°C, e eu adoraria que este componente ficasse mais do que uns 70°C...


Abraços xuxu, fabim

[xultz]

Ó, até onde eu sei, esses 60°C/W são a resistência do encapsulamento sem dissipador com ar em convecção (ou seja, sem ventilação forçada).
Isso pode nos ajudar a calcular a temperatura teórica se não colocar um dissipador nele:
Vrja = 6,305 * 1,3 = 8,2 V
Vrd = 6,305 * 60 = 378,3
Tj = Vrja + Vrd + Tamb = 8,2 + 378,3 + 40 = 426,5°C

Isto quer dizer que teoricamente, sem dissipador, com essa potência, a junção iria para 426,5°C, o que é... indesejável.

Outra coisa que podemos verificar é qual é a temperatura da junção se o dissipador for ideal, ou seja, com 0°C/W.
Tj = Vrja + Tamb = 8,2 + 40 = 48,2°C

Isso é uma boa notícia, quer dizer que é possível colocar a junção em 70°C sem precisar de um dissipador com resistência negativa, mesmo porque ele não existe.
Assim, fica fácil calcular qual é a temperatura que deve ficar sobre o dissipador (não é a temperatura de trabalho dele, é a diferença de potencial térmico sobre ele)
Vrd = Tj - Vrja - Tamb = 70 - 8,2 - 40 = 21,8°C
Rd = Vrd / PW = 21,8 / 6,305 = 3,45 °C/W

Assim, você precisa de um dissipador com 3,45°C/W no teu transístor.
É importante notar que a fixação do dissipador no transístor não é perfeita, e ela coloca uma resistência térmica em série. Isso varia conforme o tipo da pasta térmica, se vai ter mica ou não, etc. Existem umas tabelas com valores típicos, mas eu não sei quais são. Eu tinha isso numa apostila, mas só Deus sabe onde ela está. Isso quer dizer que o ideal é que a resistência do dissipador seja menor que essa calculada, prá dar folga a essas imperfeições e garantir que a temperatura fique abaixo dos 70°C.
É provável que você se assuste com o tamanho do dissipador necessário. Aí você vai fazer o que todo mundo faz: olha um dissipador de tamanho menos ruim, calcula a temperatura na junção usando o método acima, e se ficar abaixo dos 120°C, corre pro abraço... mas aí é uma decisão tua.

[fabim]

xuxu, eu peguei a jogada.
Mais vem cá, a resistencia termica do resultado dos calculos.

o bom é um valor alto ou baixo ?
Eu não mentalizei o calculo por isto esta pergunta.
Quanto mais proximo de 0 melhor né ?

[xultz]

Sim, porque o dissipador tem função de pegar a temperatura de um lado e jogar no outro. Quanto menor a resistência, mais melhor.

[MOR_AL]

O Xultz. O Fabim só consegue entender se for beeeemmm mastigadinho.
Eu já postei um tutorial sobre isso, mas parece que não funcionou. Então aí vai beeeeemm mastigadinho.

MOR_AL

[xultz]

Moral, eu sonho com o dia que você descobrir as maravilhas de se usar folhas de papel sulfite sem linhas. O conhecimento da humanidade vai dar um salto gigantesco!

[MOR_AL]

Moral, eu sonho com o dia que você descobrir as maravilhas de se usar folhas de papel sulfite sem linhas. O conhecimento da humanidade vai dar um salto gigantesco!

... Até que neste caso ficou bem claro.
Nos próximos, se me lembrar, vou fazer sem as linhas, mas aí é que não vai ficar muito claro, hehe!
MOR_AL

[xultz]

Eu simplesmente não consigo pensar direito usando papel com linhas. É como se as linhas formassem uma grade que trancam meus pensamentos dentro de uma jaula. Tá, ficou meio dramático...
De qualquer maneira, se livrar das linhas é questão de prática. Eu faço meus cadernos para a faculdade na papelaria: compro uma resma de sulfite A4 (com 500 folhas), divido em 6, e mando o tiozinho encadernar com capa transparente na frente e atrás. Muito melhor que qualquer caderno, e sai bem mais barato.
Eu viciei tanto, que não consigo fazer uma simples fração num papel com linha. Desenhar uma integral gigante numa folha sem linhas se torna uma experiência que tende ao agradável. Agora, desenhar circuitos, por mais simples que sejam, num papel com linhas... é tarefa impossível para mim.
Experimente por algum tempo, Moral, e você nunca mais vai querer saber de linhas em tua vida!

[fabim]

XUXU, obrigado guy !!
MORIS, mastigadinho não amigo !! Mais usando exemplos dos homensinhos, e coisinhas, ai sim eu compreendo perfeitamente.
Obrigado Amigos, qualquer coisa não contem comigo !! hehe

[xultz]

Beleza, fabim, quer que eu mande o boleto pro teu email?

[fabim]

Não, por favor, envie o modelo exato do dissipador da HS.

[xultz]

Ok, estou com o modelo aqui, porém só posso mandar por Telex, por favor me informe o número do teu que enviarei logo em seguida.

[fabim]

chato !!! HEHEHEHE