मेरा रैखिक वोल्टेज नियामक बहुत तेजी से गर्म हो रहा है

Question

मैं एक 5 वी / 2 एक वोल्टेज नियामक ( L78S05 ) का उपयोग बिना हीटस्क के कर रहा हूं । मैं एक माइक्रोकंट्रोलर (PIC18FXXXX), कुछ एल ई डी और 1 एमए पियाजो बजर के साथ सर्किट का परीक्षण कर रहा हूं। इनपुट वोल्टेज aprox है। 24 वी.डी.सी. एक मिनट के लिए चलने के बाद, वोल्टेज नियामक ज़्यादा गरम होना शुरू हो जाता है, इसका मतलब है कि अगर मैं इसे एक सेकंड से अधिक समय तक वहां रखता हूं तो यह मेरी उंगली को जला देता है। कुछ ही मिनटों में यह बदबू आने लगती है जैसे कि यह जल गया हो। क्या इस नियामक के लिए यह एक सामान्य व्यवहार है? यह इतना गर्म करने के लिए क्या कारण हो सकता है?

इस सर्किट में प्रयुक्त अन्य घटक:

L1: BNX002-01 ईएमआई फ़िल्टर

R2: वैरिस्टर

एफ 1: फ्यूज 0154004.DR

Comments

वाह, सभी नेट-क्लास क्यों?

— कॉनर वुल्फ

मैं एक पीसीबी नियम बनाने के लिए उन नेट कक्षाओं का उपयोग कर रहा हूं। मैं चाहता हूं कि उन नेट्स में पीसीबी नेट्स के बाकी हिस्सों की तुलना में बड़ा चौड़ाई वाला ट्रैक हो। अब जब मैं इसके बारे में सोचता हूं, तो मैं उन सभी जालों के लिए एक ही कंबल का इस्तेमाल कर सकता था।

— m.Alin

मैं सिर्फ यह पुष्टि करना चाहता था कि क्या नियामक सीधे 24 वी एसी आपूर्ति से जुड़ा है या आपूर्ति 1 डीसी में परिवर्तित हो गई है? यदि यह किसी भी तरह एक एसी आपूर्ति है तो डर है कि इस तरह के परिणाम निश्चित रूप से एक नियामक होगा (7805) इनपुट के रूप में डीसी आपूर्ति की जरूरत है। इसकी सिर्फ एक क्वेरी ????

— nvade

24V बिजली की आपूर्ति डीसी है।

— m.Alin

@ m.Alin इस सवाल ने मौजूदा रुचि को आकर्षित किया है। पूर्णता और रुचि के लिए - आपने इसे ठीक करने के लिए क्या किया और किस प्रकार की वर्तमान स्थिति का वर्णन किया जा रहा है? यानी "कुछ एल ई डी प्लस PIC18Fxxxx" काफी हद तक धाराओं का कारण बन सकता है। जैसा कि दिखाया गया है कि तापमान में वृद्धि शायद प्रति एमए 1 डिग्री सी के बारे में होगी लेकिन यह विभिन्न परिस्थितियों पर निर्भर करेगा।

— रसेल मैकमोहन

Answer 1

सारांश: आप एक गर्मी की जरूरत है अब !!!!! :-)
[और एक श्रृंखला रोकनेवाला होने के रूप में अच्छी तरह से चोट नहीं होगा :-)]

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अच्छी तरह से पूछा गया प्रश्न आपका प्रश्न अच्छी तरह से पूछा जाता है - सामान्य से बहुत बेहतर।
सर्किट आरेख और संदर्भ की सराहना की जाती है।
यह पहली बार एक अच्छा जवाब देने के लिए बहुत आसान बनाता है।
उम्मीद है कि यह एक है ... :-)

यह समझ में आता है (अफसोस): व्यवहार पूरी तरह से अपेक्षित है।
आप नियामक से थर्मली लोड कर रहे हैं।
यदि आप इसे इस तरीके से उपयोग करना चाहते हैं तो आपको हीट सिंक जोड़ना होगा।
जो हो रहा है उसकी उचित समझ से आपको बहुत फायदा होगा।

पावर = वोल्ट एक्स करंट।

एक रैखिक नियामक के लिए पावर कुल = नियामक में लोड + पावर।

रेगुलेटर वी _{ड्रॉप} = वी _इन - वी _लोड
यहां वी _{ड्रॉप} इन रेगुलेटर = 24-5 = 19 वी।

यहाँ पावर = २४ वी x मैं _{लोड में}
पावर लोड करता है = ५ वी में मैं नियामक में पावर _{लोड करता} हूं
= (२४ वी -५ वी) एक्स _{लोड लोड करता} हूं ।

लोड चालू के 100 मा के लिए नियामक
वी _{ड्रॉप} x I _लोड (24-5) x 0.1 A = 19 x 0.1 = 1.9 वाट को अलग करेगा।

कैसे गर्म ?: डेटा शीट के पेज 2 में कहा गया है कि जंक्शन से परिवेश (= हवा) तक थर्मल प्रतिरोध 50 डिग्री सेल्सियस प्रति वाट है। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक वाट के लिए आप विघटित हो जाते हैं आपको 50 डिग्री C उदय होता है। 100 mA पर आपके पास लगभग 2 वाट्स अपव्यय या लगभग 2 x 50 = 100C वृद्धि होगी। पानी आईसी पर खुशी से उबाल होगा।

सबसे लंबे समय तक सबसे अधिक लोगों को पकड़ सकता है 55C। तुम्हारा तो उससे भी ज्यादा गर्म है। आपने इसे उबलते पानी (गीली उंगली की चुस्की परीक्षण) का उल्लेख नहीं किया। मान लेते हैं कि आपके पास ~~ 80C केस टेम्परेचर है। चलो मान लेते हैं 20C हवा का तापमान (क्योंकि इसका आसान - कुछ डिग्री या तो रास्ता थोड़ा अंतर करता है।

T _{वृद्धि} = T _केस -T _{परिवेश} = 80-20 = 60 ° C। अपव्यय = टी _{वृद्धि} / आर _वें = 60/50 ~ = 1.2 वाट।

19 वी ड्रॉप पर 1.2 डब्ल्यू = 1.2 / 19 ए = 0.0632 ए या लगभग 60 एमए।

यानी अगर 80 डिग्री सेल्सियस डिग्री रेंज - आप के बारे में 50 एमए बना रहे आप 70 डिग्री सेल्सियस के एक मामले तापमान मिल जाएगा।

आपको एक हीटसिंक की जरूरत है ।

इसे ठीक करना: डेटा शीट पेज 2 कहता है कि आर _{थेज-केस} = जंक्शन से मामले तक थर्मल प्रतिरोध 5 सी / डब्ल्यू = 10% जंक्शन से हवा में है।

यदि आप 10 सी / डब्ल्यू हीट सिंक का उपयोग करते हैं तो कुल आर _वें आर _{_jc} + आर _{c_amb होगा} (हवा के मामले में जंक्शन को जोड़ दें)।
= 5 + 10 = 15 ° C / वाट।
50 mA के लिए आपको NABA x 19V = 0.95W या 15 ° C / Watt x 0.95 ~ = 14 ° C उदय होगा।

यहां तक ​​कि 20 ° C वृद्धि और 25V परिवेश के साथ भी आपको 20 + 25 = 45 ° C ताप तापमान प्राप्त होगा।
हीटसिंक गर्म होगा लेकिन आप इसे (बहुत ज्यादा) दर्द के बिना पकड़ पाएंगे।

गर्मी की धड़कन:

ऊपर के रूप में, इस स्थिति में एक रैखिक नियामक में गर्मी लंपटता 100 वाट प्रति 1.9 वाट या 1 ए पर 19 वाट है। बहुत गर्मी है। 1 ए पर, उबलते पानी (100 डिग्री सेल्सियस) के तापमान के तहत तापमान रखने के लिए जब परिवेश का तापमान 25C था, तो आपको (100 ° C-25 ° C) / 19 वाट = 3.9 C / से अधिक के कुल थर्मल प्रतिरोध की आवश्यकता होगी डब्ल्यू जैसा कि Rthjc के मामले में जंक्शन 5 C / W पर पहले से ही 3.9 से अधिक है, आप इन परिस्थितियों में जंक्शन को 100 ° C से कम नहीं रख सकते। अकेले 19V और 1A पर केस करने के लिए जंक्शन 19V x 1A x 5 C / W = 95 ° C वृद्धि करेगा। जबकि IC को 150 ° C तक तापमान की अनुमति देने के लिए रेट किया गया है, यह विश्वसनीयता के लिए अच्छा नहीं है और यदि संभव हो तो इसे टाला जाना चाहिए। एक व्यायाम के रूप में, बस इसे ऊपर के मामले में 150 ° C के नीचे लाने के लिए बाहरी हीटसिंक को (150-95) C / 19W = 2.9 C / W करने की आवश्यकता होगी। उस' प्राप्य है, लेकिन जितना आप उपयोग करने की उम्मीद करेंगे, उससे भी बड़ा हेटिंक है। एक विकल्प यह है कि ऊर्जा का प्रसार कम हो और इस तरह तापमान में वृद्धि हो।

नियामक में गर्मी अपव्यय को कम करने के तरीके हैं:

(1) एक स्विचिंग रेगुलेटर का उपयोग करें जैसे कि नेटसेमी सिंपल स्विचर्स सीरीज़। केवल 70% दक्षता के साथ एक प्रदर्शन स्विचिंग नियामक गर्मी की लपट को नाटकीय रूप से कम कर देगा क्योंकि केवल 2 वाट ही नियामक में प्रसारित होता है।
यानी एनर्जी = 7.1 वाट में। ऊर्जा बाहर = 70% = 5 वाट। 5 वाट्स पर 5V = 1A पर करंट।

एक अन्य विकल्प 3 टर्मिनल नियामक के लिए एक प्रीमियर ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन है। निम्नलिखित छवि और लिंक जे कोमिनेक द्वारा टिप्पणी में संदर्भित भाग से हैं । OKI-78SR 1.5A, LM7805 के लिए नियामक प्रतिस्थापन स्विच करने में 5V की गिरावट । 7 वी - 36 वी में।

36 वोल्ट में, 5V बाहर, 1.5A दक्षता 80% है। जैसे कि Pout = 5V x 1.5A = 7.5W = 80%, नियामक में विघटित शक्ति 20% / 80% x 7.5W = 1.9 वाट है। बहुत सहन करने योग्य। कोई हीट की आवश्यकता नहीं है और 85 डिग्री सेल्सियस पर 1.5A प्रदान कर सकता है [[इरेटा: बस ध्यान दिया नीचे वक्र 3.3V पर है। 5V भाग 1.5A पर 85% का प्रबंधन करता है, इसलिए यह ऊपर से बेहतर है।]]

(२) वोल्टेज कम करना

(३) करंट कम करना

(४) नियामक को कुछ ऊर्जा बाह्य रूप से नष्ट करना।

विकल्प 1 तकनीकी रूप से सबसे अच्छा है। यदि यह स्वीकार्य नहीं है और यदि 2 और 3 निश्चित हैं तो विकल्प 4 की आवश्यकता है।

सबसे आसान और (शायद सबसे अच्छा) बाहरी अपव्यय प्रणाली एक अवरोधक है। एक श्रृंखला शक्ति अवरोधक जो 24 वी से एक वोल्टेज पर गिरता है जिसे नियामक अधिकतम वर्तमान में स्वीकार करेगा वह काम अच्छी तरह से करेगा। ध्यान दें कि आप एक फिल्टर संधारित्र चाहते हैं पर प्रतिरोध की आपूर्ति उच्च प्रतिबाधा बनाने की वजह से नियामक के लिए इनपुट। 0.33uF के बारे में कहें, इससे अधिक नुकसान नहीं होगा। एक 1 यूएफ सिरेमिक करना चाहिए। यहां तक ​​कि एक बड़ी टोपी जैसे कि 10 यूएफ से 100 यूएफ एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक अच्छा होना चाहिए।

Vin = 24 V. Vregulator को min = 8V (headroom / dropout) चेक करें। डेटा शीट की जाँच करें। चयनित reg <1A पर 8V कहता है। Iin = 1 A।

1 ए = 24 - 8 = 16 वी पर आवश्यक बूंद। 15V को "सुरक्षित" कहें।
आर = वी / आई = 15/1 = 15 ओम। शक्ति = I ² * R = 1 x 15 = 15 वाट।
एक 20 वाट अवरोधक सीमांत होगा।
एक 25W + अवरोधक बेहतर होगा।

यहाँ एक 25W 15R रेसिस्टर है जिसकी कीमत $ 3.30 / 1 है और इसमें डेटाशीट के साथ स्टॉक लीड फ्री है । ध्यान दें कि यह भी गर्मी सिंक की जरूरत है !!! आप 100 वाट्स तक का मुफ्त एयर रेटेड प्रतिरोधक खरीद सकते हैं। आप जो उपयोग करते हैं वह आपकी पसंद है लेकिन यह अच्छा काम करेगा। ध्यान दें कि यह 25 वाट वाणिज्यिक या 20 वाट सैन्य पर रेटेड है, इसलिए 15W पर यह "अच्छा कर रहा है"। एक अन्य विकल्प उचित रूप से रेटेड प्रतिरोध तार की उपयुक्त लंबाई उचित रूप से घुड़सवार है। ऑड्स एक रेज़िस्टेंट निर्माता हैं जो पहले से ही ऐसा करते हैं जो आप करते हैं।

इस व्यवस्था के साथ:
कुल बिजली = 24W
रिस्तेदार शक्ति = 15 वाट
भार शक्ति = 5 वाट
नियामक शक्ति = 3 वाट

नियामक जंक्शन वृद्धि 5 C / W x 3 = 15 ° C ऊपर के मामले में होगी। आपको नियामक और गर्म रखने के लिए एक हाइटिंक प्रदान करने की आवश्यकता होगी लेकिन यह अब "सिर्फ इंजीनियरिंग का मामला" है।

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हीट उदाहरण:

प्रति वाट 21 डिग्री सी (या के)

7.8 सी / डब्ल्यू

Digikey - इस 5.3 C / W heatsink सहित कई हीट उदाहरण

2.5 सी / डब्ल्यू

0.48 सी / डब्ल्यू !!!
119 मिमी चौड़ा x 300 मिमी लंबा x 65 मिमी लंबा।
1 फुट लंबा x 4.7 "चौड़ा x 2.6" लंबा

चयन पर अच्छा लेख

मजबूर संवहन ताप प्रतिरोध को गर्म करता है

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एक श्रृंखला इनपुट रोकनेवाला के साथ रैखिक नियामक अपव्यय को कम करना:

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक रैखिक नियामक से पहले वोल्टेज को छोड़ने के लिए एक श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग करके नियामक में अपव्यय को कम किया जा सकता है। एक नियामक को ठंडा करते समय आमतौर पर हीट सिंक की आवश्यकता होती है, एयर-कूल्ड प्रतिरोधों को सस्ते में प्राप्त किया जा सकता है जो एक हीट सिंक की आवश्यकता के बिना 10 या अधिक वाट को फैलाने में सक्षम होते हैं। इस तरह से उच्च इनपुट वोल्टेज की समस्याओं को हल करना आमतौर पर एक अच्छा विचार नहीं है, लेकिन इसकी जगह हो सकती है।

LM317 5V आउटपुट 1 ए के नीचे के उदाहरण में 12 वी से संचालित होने वाली आपूर्ति। एक सस्ती एयर कूल्ड वायर माउंटेड श्रृंखला इनपुट रेसिस्टर को जोड़कर सबसे खराब स्थिति में LM317 में बिजली के अपव्यय को रोकने की तुलना में एक रोकनेवाला को जोड़ने से अधिक हो सकता है।

LM317 को कम धाराओं पर 2 से 2.5V हेडरूम या अत्यधिक भार और तापमान की स्थिति के तहत 2.75V की आवश्यकता होती है। ( डेटाशीट में चित्र 3 देखें , - नीचे कॉपी किया गया)।

LM317 हेडरूम या ड्रॉपआउट वोल्टेज

रिन को इस तरह आकार देना होता है कि यह V_12V के न्यूनतम होने पर अत्यधिक वोल्टेज को नहीं गिराता है, Vdropout परिस्थितियों के लिए सबसे खराब स्थिति है और श्रृंखला डायोड ड्रॉप और आउटपुट वोल्टेज की अनुमति है।

रोकनेवाला भर में वोल्टेज हमेशा = से कम होना चाहिए

• न्यूनतम विन

• कम अधिकतम वीडियोड ड्रॉप

• कम सबसे खराब स्थिति स्थिति के लिए प्रासंगिक है

• कम आउटपुट वोल्टेज

तो रिन <= (v_12 - Vd - 2.75 - 5) / Imax।

12V न्यूनतम विन के लिए, और 0.8V डायोड ड्रॉप कहें और 1 amp कहें कि
(12-0.8-2.75-5) / 1
= 3.45 / 1
= 3R45
= 3R3 कहें।

R = I ^ 2R = 3.3W में पावर इसलिए 5W वाला हिस्सा थोड़ा स्वीकार्य होगा और 10W बेहतर होगा।

LM317 में अपव्यय> 6 वाट से <3 वाट तक गिर जाता है।

एक उपयुक्त वायर लीड माउंटेड एयरकॉलड रेसिस्टर का उत्कृष्ट उदाहरण वायरवाउंड रेसिस्टर्स के इस अच्छी तरह से निर्दिष्ट येजो परिवार का सदस्य होगा, जिसमें 2W से 40W एयर कूल्ड वाले सदस्य होंगे। एक 10 वॉट यूनिट $ US0.63 / 1 पर Digikey में स्टॉक में है।

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रोकनेवाला परिवेश के तापमान रेटिंग और तापमान वृद्धि:

अच्छा लगा कि ऊपर के डेटशीट से ये दो ग्राफ हैं जो वास्तविक दुनिया के परिणामों का अनुमान लगाने की अनुमति देते हैं।

बाएं हाथ का ग्राफ दर्शाता है कि 10 वाट का अवरोधक 3W3 = 33% की दर से संचालित होता है, वाट क्षमता में 150 C तक का स्वीकार्य परिवेशीय तापमान होता है (वास्तव में 180C के बारे में यदि आप ग्राफ में ऑपरेटिंग बिंदु की साजिश रचते हैं लेकिन निर्माता 150 C अधिकतम है की अनुमति दी।

दूसरे ग्राफ से पता चलता है कि 3W3 में संचालित 10W रोकनेवाला के लिए तापमान वृद्धि परिवेश से लगभग 100C ऊपर होगी। एक ही परिवार का 5W रोकनेवाला रेटिंग के 66% पर काम कर रहा होगा और परिवेश के ऊपर 140C का तापमान बढ़ेगा। (A 40W में लगभग 75C वृद्धि होगी, लेकिन 2 x 10W = 50C और 10 x 2W केवल 25C होगी।

घटते के रूप में वहाँ आकार बढ़ता है के रूप में मात्रा प्रति कम ठंडा सतह क्षेत्र है प्रत्येक मामले में एक ही संयुक्त वाट क्षमता रेटिंग के साथ प्रतिरोधों की एक बढ़ती हुई संख्या के साथ तापमान वृद्धि शायद "स्क्वायर घन कानून" कार्रवाई से संबंधित है।

http://www.yageo.com/documents/recent/Leaded-R_SQP-NSP_2011.pdf

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अगस्त 2015 को जोड़ा गया - केस स्टडी:

किसी ने वाजिब सवाल पूछा:

अपेक्षाकृत उच्च कैपेसिटिव लोड (220 ?F) की अधिक संभावना स्पष्टीकरण नहीं है? उदाहरण के लिए, नियामक अस्थिर हो जाता है, दोलनों के कारण नियामक में बहुत अधिक गर्मी फैल जाती है। डेटाशीट में, सामान्य ऑपरेशन के लिए सभी सर्किट में आउटपुट पर केवल 100 एनएफ संधारित्र होता है।

मैंने टिप्पणियों में उत्तर दिया, लेकिन उन्हें उचित समय में हटा दिया गया और यह विषय के लिए एक सार्थक अतिरिक्त है, इसलिए यहां टिप्पणियों को उत्तर में संपादित किया गया है।

कुछ मामलों में नियामक के दोलन और अस्थिरता निश्चित रूप से एक मुद्दा है, लेकिन इस मामले में और कई इसे पसंद करते हैं, सबसे संभावित कारण अतिरिक्त अपव्यय है।

78xxx परिवार बहुत पुराना है और दोनों आधुनिक कम छोड़ने वाले नियामकों और श्रृंखला संचालित (LM317 शैली) वाले लोगों का अनुमान लगाते हैं। 78xxx परिवार Cout के संबंध में अनिवार्य रूप से बिना शर्त के स्थिर हैं। वास्तव में उन्हें उचित संचालन के लिए किसी की आवश्यकता नहीं है और 0.1uF अक्सर दिखाया जाता है कि अतिरिक्त वृद्धि या स्पाइक से निपटने के लिए जलाशय प्रदान करना है।
संबंधित कुछ डेटा शीट में वे वास्तव में कहते हैं कि Cout को "बिना सीमा के बढ़ाया जा सकता है" लेकिन मुझे यहां ऐसा कोई नोट नहीं दिखता है - लेकिन यह भी (जैसा कि मुझे उम्मीद है) उच्च Cout में अस्थिरता का सुझाव देने वाला कोई नोट नहीं है। डेटाशीट के पेज 31 पर अंजीर के 33 में वे "उच्च कैपेसिटेंस लोड से सुरक्षा" के लिए एक रिवर्स डायोड का उपयोग दिखाते हैं - यानी, आउटपुट में डिस्चार्ज होने पर नुकसान के लिए उच्च पर्याप्त ऊर्जा वाले कैपेसिटर - यानी, 0.1F से अधिक ।

अपव्यय: 24 विन और 5 वाउट पर नियामक 19 mW प्रति mA प्रसारित करता है। TO220 पैकेज के लिए Rthja 50C / W है, इसलिए आपको वर्तमान में प्रति mA 1C वृद्धि मिलेगी।
तो 20 वाट परिवेशी वायु में 1 वाट का अपव्यय कहे जाने पर यह मामला लगभग 65C पर होगा (और यह मामला कैसे उन्मुख और स्थित है, इसके आधार पर अधिक हो सकता है)। 65 सी कुछ हद तक "मेरी उंगली जला" तापमान की निचली सीमा से ऊपर है।
19 mW / mA पर 1 वाट को फैलाने में 50 mA लगेगा। दिए गए उदाहरण में वास्तविक लोड अज्ञात है - वह लगभग 8 या 9 एमए (यदि लाल) प्लस में इस्तेमाल किए गए नियामक आंतरिक वर्तमान (10 एमएए के तहत) + "PIC18FXXXX), कुछ एल ई डी का एक संकेतक एलईडी दिखाता है ... "वह कुल पहुंच या 50 एमए से अधिक हो सकती है जो कि पीआईसी सर्किट पर निर्भर करती है, या बहुत कम हो सकती है। |

कुल मिलाकर दिया गया नियामक परिवार, डिफरेंशियल वोल्टेज, वास्तविक कूलिंग अनिश्चितता, टेम्बिएंट अनिश्चितता, सी / डब्ल्यू ठेठ आंकड़ा और अधिक यह ऐसा लगता है जैसे कि इस मामले में वह जो देखती है, उसके लिए एक उचित कारण है - और रैखिक नियामकों का उपयोग करने वाले कितने लोग अनुभव करेंगे इसी तरह के मामले। एक मौका है कि यह कम स्पष्ट कारणों के लिए अस्थिरता है, और इस तरह अच्छे कारण के बिना कभी भी अस्वीकार नहीं किया जाना चाहिए, लेकिन मैं अपव्यय पर शुरू होता हूं।

इस मामले में एक श्रृंखला इनपुट रोकनेवाला (वायु शीतलन के साथ 5W रेटेड) का कहना है कि इससे निपटने के लिए बेहतर ढंग से एक घटक में अपव्यय को बहुत अधिक स्थानांतरित किया जाएगा।
और / या एक मामूली हीटसिंक चमत्कार काम करना चाहिए।

Comments

मैं यथासंभव स्पष्ट होने की कोशिश कर रहा हूं ताकि मुझे ऐसा न लगे कि मैं आपका समय बर्बाद कर रहा हूं। अभी तक एक और महान जवाब के लिए धन्यवाद!

— m.Alin

यदि आप अधिक (महंगे) भागों को जोड़ने के इच्छुक हैं, तो आप स्विचिंग विनियमन पर भी जा सकते हैं। रैखिक विनियमन का एक दूसरा चरण सिर्फ दो हिस्सों में गर्मी उत्पादन को फैलाने के लिए है। FYI करें, 7805 के लिए ड्रॉप-इन रिप्लेसमेंट हैं जो स्विच कर रहे हैं: search.digikey.com/scripts/DkSearch/…

— Jay Kominek

@ m.Alin - अंत में 'बीटिंग द हीट "देखें। 7812 का उपयोग करने से वहां कुछ गर्मी बढ़ जाती है। एक अवरोधक बेहतर होता है (जब तक आपको 12 वी की आवश्यकता नहीं होती है)।

— रसेल मैकमोहन

@ m.Alin, आप भी आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि थर्मल पेस्ट के साथ गर्मी सिंक कितना कर सकता है।

— कोर्तुक

@ रसेल - चूंकि आपने रोकने वाले के बारे में टिप्पणी की थी, इसलिए मैंने एक का उपयोग करते समय मेरे जवाब में सबसे खराब स्थिति के बारे में एक गणना जोड़ दी।

— स्टीवन्वह

Answer 2

बिजली छितराया हुआ नियामक में यह भर में वोल्टेज है यह माध्यम से वर्तमान। वोल्टेज 24V - 5V = 19V है। वर्तमान (guesstimating): 10mA (78S05 के लिए जमीन वर्तमान) + 60mA (कुछ एल ई डी) + 10mA ( C + बजर) = 80mA। फिर$\times$$\mu$

$P = 19V \times 80mA = 1.5W$

जो किसी भी पैकेज के लिए बहुत कुछ है, और यह न्यूनतम है, आप इससे अधिक का उपयोग कर सकते हैं। मुझे लगता है कि आप TO-220 संस्करण का उपयोग करते हैं, जिसमें 50 ° C / W का ( थर्मल प्रतिरोध ) है। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक वाट के लिए आप जंक्शन (इलेक्ट्रॉनिक डाई में हॉट स्पॉट) को भंग कर रहे हैं, पैकेज के चारों ओर (मुक्त प्रवाहित) हवा की तुलना में 50 डिग्री सेल्सियस अधिक गर्म होगा। मरने के तापमान को 150 डिग्री सेल्सियस तक जाने की अनुमति है, लेकिन यह पूर्ण अधिकतम रेटिंग है, इसलिए हम इसे सुरक्षित रखने के लिए 130 डिग्री सेल्सियस पर रखेंगे। फिर $R_{THJ-AMB}$

$T_{J} = T_{AMB} + 1.5W \times 50°C/W = 30°C + 75°C = 105°C$

यह जंक्शन तापमान है, लेकिन पैकेज केवल कुछ डिग्री कम गर्म ( = 5 ° C / W) है। यह स्पष्ट रूप से स्पर्श करने के लिए बहुत गर्म है; रूल-ऑफ-थंब (जिसका कोई उद्देश्य नहीं है) यह है कि लगभग 60 ° C तापमान स्पर्श करने में बहुत गर्म हो जाता है। $R_{THJ-CASE}$

तो यह बताते हैं। जबकि सिद्धांत में मान अभी भी सुरक्षित हैं, आपके पास थोड़ा और अधिक अपव्यय हो सकता है हमारे मूल्य थोड़े रूढ़िवादी हैं ताकि जला गंध को समझा सकें। $-$$-$

इस विषय में क्या किया जा सकता है?

एक स्विचर (SMPS) का उपयोग करें । यह सबसे अच्छा समाधान है। स्विचर्स की उच्च दक्षता है, रेटेड वोल्टेज के लिए संभवतः 85% से अधिक है, इसलिए अपव्यय बहुत कम होगा। Guesstimated लोड के लिए यह 100mW से कम होगा। आज के स्विचर्स का उपयोग करना आसान है, लेकिन घटकों का चयन करते समय और पीसीबी लेआउट के लिए कुछ ध्यान देने की आवश्यकता है। ये दक्षता के लिए महत्वपूर्ण हैं, बोर्ड लेआउट विकिरण के लिए भी महत्वपूर्ण है। यह एक तैयार-निर्मित मॉड्यूल जे और रसेल को भी संदर्भित करता है, लेकिन यहां TO-220 के आकार की तुलना में है:

यह मॉड्यूल USD 10 के लिए उपलब्ध है, इसलिए यह संभव नहीं है कि आप अपना रोल कर सकें।

अन्य समाधान: उचित थर्मल संपर्क सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त गर्मी पेस्ट के साथ, एक हीट सिंक , अधिमानतः एक छोटी क्लिप-ऑन का उपयोग न करें। इस में 3.1 ° C / W (50 ° C / W से नीचे!) का ऊष्मीय प्रतिरोध होता है और 60 ° C तापमान वृद्धि पर 9W को विघटित कर सकता है।

समाधान 3: एक निम्न इनपुट वोल्टेज का उपयोग करें । एक विकल्प नहीं हो सकता।

समाधान 4: कई घटकों पर अपव्यय वितरित करें । आप कैस्केड नियामकों का उपयोग कर सकते हैं, जैसे 24V और L78S05 के बीच LM7815 का उपयोग करें। फिर 19V वोल्टेज अंतर 78V के लिए 9V और 78S05 के लिए 10V हो जाता है, जिससे प्रति उपकरण का अपव्यय आधा हो जाएगा। अतिरिक्त लाभ यह है कि आपको बहुत बेहतर लाइन विनियमन मिलता है, यदि यह महत्वपूर्ण है।

एक अंतिम नोट: आपका नियामक एक विशेष संस्करण है जो 2A में सक्षम है, जबकि सामान्य 7805 1 ए वितरित कर सकता है। यदि आप पूर्ण 2 ए का उपयोग करने की योजना बनाते हैं, तो मैं स्विचर पर गंभीरता से विचार करूंगा।

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संपादित
रसेल उसके जवाब में श्रृंखला बाधा की ओर इशारा किया है, और यह वास्तव में एक व्यवहार्य विकल्प भी है, हालांकि मैं इसे पसंद नहीं करते। मैं नीचे अपने निष्कर्ष में समझाऊंगा कि क्यों नहीं।
मैं रसेल के 15 अवरोधक से शुरू होने वाले इस समाधान के लिए अपव्यय के बारे में कुछ जोड़ना चाहूंगा । $\Omega$

P = V I, और जब समीकरण में थोड़ा सा करंट होता है, तो रेगुलेटर में विघटित शक्ति कम रहती है, लेकिन यह भी कि जब करंट ज्यादा होता है, तो रेसिस्टर में वोल्टेज की मात्रा ज्यादा होती है, जिससे एक छोटा वोल्टेज ड्रॉप होता है नियामक, एक कम अपव्यय भी दे रहा है। उन दो के बीच अपव्यय अधिक होगा। $\times$

यह साबित किया जा सकता है कि नियामक में अपव्यय अधिकतम पर होता है जब यह अवरोधक में अपव्यय के बराबर होता है, इसलिए

$I^2 \times 15\Omega = (24V - V_R - 5V) \times I$

या

$I \times 15\Omega = 19V - I \times 15\Omega$

इसलिये

$I = 0.633A$

जो हम ग्राफ में देखते हैं उससे सहमत हैं। प्रतिरोध और नियामक दोनों में अपव्यय तब होता है

$P = I^2 \times R = 0.633A^2 \times 15\Omega = 6W!$

निष्कर्ष: यहां तक ​​कि एक श्रृंखला रोकनेवाला के साथ नियामक में बिजली अपव्यय अधिक हो सकता है, और हम देखते हैं कि यह 1 ए की तुलना में 0.63 ए के लिए अधिक है! अपेक्षित वर्तमान आवश्यकताओं के कार्य में अवरोधक का मूल्य चुनना महत्वपूर्ण है।
शक्ति का वितरण दोनों उपकरणों में बराबर होगा और वर्तमान से स्वतंत्र होगा जब आप एक रोकनेवाला के बजाय दूसरे नियामक का उपयोग करते हैं। यही कारण है कि मैं रोकनेवाला समाधान का इतना शौकीन नहीं हूं।

Comments

@stevenh - Re "डिस्ट्रीब्यूशन डिस्ट्रिब्यूट करें" - मेरी टिप्पणी पुनः श्रृंखला रोकनेवाला देखें।

— रसेल मैकमोहन

@ रसेल - हां, मैंने इसे पढ़ा है, लेकिन मैं सिर्फ आपके जवाब की नकल नहीं कर सकता, क्या मैं कर सकता हूं? इसलिए हमारे पास अलग-अलग उत्तर हैं, अलग-अलग कोण हैं। तुम्हारा ठीक है, हमेशा की तरह, बहुत सारे विवरण। रोकनेवाला निश्चित रूप से एक व्यवहार्य विकल्प है, लेकिन मैंने इसे छोड़ दिया क्योंकि मैं लागत के बारे में निश्चित नहीं था।

— स्टीवनवह

@stevenh - $ US3.33 / 1 स्टॉक में डिगाइकी - ऊपर देखें :-)। वाकई कमाल है।

— रसेल मैकमोहन

@ रसेल - यह बुरा नहीं है, लेकिन जैसा कि आपने कहा था कि इसे अभी भी हीट सिंक की आवश्यकता हो सकती है, और फिर संभवतः छोटे हीट सिंक पर एक मध्यवर्ती नियामक सस्ता हो सकता है; आप ऐसा कुछ उपयोग नहीं कर सकते इस बाधा के लिए।

— स्टीवनवह

Answer 3

वोल्टेज ड्रॉप और कोई गर्मी सिंक महत्वपूर्ण अपव्यय का कारण बन रहा है। डेटाशीट बिना हीट के 50C / W Tja के थर्मल प्रतिरोध को निर्दिष्ट करता है।

एक मोटा उदाहरण - कहते हैं कि आप 100mA का उपयोग कर रहे हैं: (24-5) * 0.1 = 1.9W

1.9 * 50 = ~ 95 डिग्री परिवेश के तापमान से ऊपर उठता है, इसलिए कुल मिलाकर तापमान 115 डिग्री सेल्सियस के आसपास होगा।

आप अपने सर्किट में एक हीट सिंक, लोअरिंग इनपुट वोल्टेज या कम करंट को जोड़कर चीजों को बेहतर बना सकते हैं। या आप एक स्विचिंग नियामक का उपयोग कर सकते हैं। रैखिक विनियमन और थर्मल विचारों के विस्तृत विवरण के लिए यहां देखें: डिजिटल डिज़ाइनर गाइड टू लीनियर वोल्टेज रेगुलेटर और थर्मल मैनेजमेंट

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क्या आप एक स्विचिंग नियामक की सिफारिश कर सकते हैं जो मेरी जरूरतों (5V /> 1A) को पूरा करेगा?

— एम। क्लिन

@ ओली ग्लेसर - क्लब में आपका स्वागत है :-)। चश्मा Tjc और Tja हैं, Tca नहीं - लेकिन आपके परिणाम अनिवार्य रूप से समान हैं। (आप जानते हैं कि :-)।

— रसेल मैकमोहन

@ रसेल - स्वागत के लिए धन्यवाद :-) हाँ, आप सही हैं मुझे ताजा को उद्धृत करना चाहिए था। मैंने TCA के रूप में डेटाशीट वैल्यू को गलत किया है (जैसा कि आप समझ गए हैं) और Tja को पाने के लिए Tjc और Tca को एक साथ जोड़ा।

— ओली ग्लेसर

@ m.Alin - बहुत सारे विकल्प हैं, यहाँ एक है: onsemi.com/pub_link/Collateral/LM2575-D.PDF फ़ार्नेल को इस तरह से और अधिक के लिए एक खोज के साथ जांचें (लिंक के आकार के लिए खेद है, आशा है कि यह काम करेगा): uk.farnell.com/jsp/search/…

— Oli Glaser

Answer 4

क्या इस नियामक के लिए यह एक सामान्य व्यवहार है?

हाँ।

यह इतना गर्म करने के लिए क्या कारण हो सकता है?

गर्मी नियामक के पार वोल्टेज ड्रॉप और इसके माध्यम से चल रहे करंट के कारण होती है। बिजली अपव्यय, पीडी = (२४ वी -५ वी) * आईओटी।

नियामक की दक्षता वाउट / विन = 5/24 = 0.21 या 21% है। दूसरे शब्दों में आउटपुट के प्रत्येक 1 वाट के लिए आपको 5 वाट के इनपुट की आवश्यकता होती है और यह अंतर नियामक में अलग हो जाता है।

इनपुट वोल्टेज को कम करने से यह मदद मिलेगी।

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उस अंतिम बिंदु के कारण +1। इसे 9V पर वापस काटना बुरा नहीं होगा।

— जस्टजेफ

Answer 5

रैखिक नियामक इसे करने के लिए "त्वरित और गंदा" तरीका है। काम करता है और सस्ता और प्रभावी है। वे गर्मी के रूप में अतिरिक्त शक्ति को डंप करके काम करते हैं, यहां कोई सक्रिय रूपांतरण नहीं है। 24v से 5v प्राप्त करना एक बड़ी गिरावट है, इसका कोई आश्चर्य नहीं कि यह आपको जला रहा है। कार्रवाई का मेरा सबसे अच्छा कोर्स कम वोल्ट की आपूर्ति पर स्विच करना है, घाटे को कम करने के लिए 12v या इससे भी बेहतर 9v कहें। (हेक, मैं भी सिर्फ 5 वी का उपयोग करने के लिए मजबूर हो जाऊंगा और नियामक को पूरी तरह से त्याग दूंगा) अन्य चीजों के रूप में अन्य ने सुझाव दिया है: एक हीट सिंक, श्रृंखला प्रतिरोध, या स्विचिंग (सक्रिय) नियामक में जोड़ें।

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धन्यवाद, लेकिन मैं 24 वी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करने के लिए विवश था।

— m.Alin

Answer 6

यह एक बड़ी चर्चा रही है। मैंने सोचा कि यह एक सरल और मुफ्त ऑन-लाइन सिमुलेशन "टेस्ट बेंच" के लिए उपयोगी हो सकता है जो आपको अपने विशेष रैखिक नियामक के लिए डेटाशीट मापदंडों को दर्ज करने देता है, और यह आपको स्थिर-राज्य और यहां तक ​​कि क्षणिक संचालन तापमान भी बताएगा। इन मापदंडों में आउटपुट वोल्टेज, थर्मल विशेषताओं (जैसे rthj_case), प्लस इनपुट वोल्टेज की स्थिति लोड होती है।

यहाँ " रैखिक नियामक तापमान खोजक " की एक कड़ी है । आपको केवल डिज़ाइन की एक प्रति बनाने और फिर अपने विशेष उपकरण और सर्किट को फिट करने के लिए कोई भी बदलाव करने की आवश्यकता है।

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मेंटर ग्राफिक्स सॉफ्टवेयर टूल्स का मेरा अनुभव अब तक, इंजीनियरिंग समाधानों के किसी भी विक्रेता के साथ मेरे द्वारा किया गया सबसे खराब अनुभव है। सॉफ्टवेयर के दो सबसे खराब टुकड़े जो मैंने कभी इस्तेमाल किए हैं, वह हैं mg यानी DxD और पैड। मैं यह भी जोड़ूंगा कि आप लोगों का रवैया और अज्ञान इतना भयानक था कि यह भिखारियों का विश्वास था। मेरा मतलब है, अपने बॉस को संकेत देने की कोशिश कर रहा हूं कि मैं सही ढंग से डीएक्सडी का उपयोग नहीं कर रहा था और मुझे प्रशिक्षण की आवश्यकता बेल्ट से काफी नीचे थी। आप लोग गड्ढे हैं।

— एंडी उर्फ

@Andyaka, मैं आपकी राय का सम्मान करता हूं, और आपको Mentor के साथ हुए बुरे अनुभव के बारे में खेद है। SystemVision Cloud इस बड़ी कंपनी के भीतर एक छोटी टीम द्वारा विकसित एक नया टूल है। मेरा मानना ​​है कि आपको इसका उपयोग करना आसान होगा, लेकिन यह भी शक्तिशाली और सर्किट / सिस्टम अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होगी। यह जमीन से डिज़ाइन किया गया था, यह समझने के लिए कि सर्किट कैसे काम करता है, एक ऐसा सीखने का मंच जो सामुदायिक सहयोग / पारस्परिक-शिक्षा के लिए अनुकूल है। मैं रैखिक शासन के बारे में आपकी राय सुनना पसंद करूंगा। स्व-हीटिंग ऐप। ऊपर और एसवी क्लाउड सामान्य रूप से, एक बार जब आप इसे थका देते हैं।

— माइक डोनली

सुविधाएँ जो समझ को बढ़ाती हैं, IMO में शामिल हैं: वोल्टेज और धाराओं की आसान जांच; घटकों के अंदर शक्ति और ऊर्जा की प्रत्यक्ष निगरानी; अलग-अलग तकनीकों के बीच सहभागिता (जैसे कि विद्युत और थर्मल, ऊपर दिए गए उदाहरण में); एक्स्टेंसिबल और IEEE मानक-आधारित मॉडल सेट (यानी उपयोगकर्ता अपने स्वयं के मॉडल बना सकते हैं) जो सीधे सिद्धांत और अनुप्रयोग को एक साथ मजबूती से बाँधते हैं।

— माइक डोनली