Como calcular dissipadores de calor (Vlog #11)

Pois é pessoal, esse vlog só demorou seis meses pra sair...



Algumas explicações:
1. Os cálculos foram feitos para o CI trabalhando em regime DC e sem fluxo de ar (vento) sobre o dispositivo. Com um fluxo de ar as coisas mudam e o dispositivo esquenta menos, é claro. No caso de um transistor com PWM também muda.

2. O manual dos dissipadores é da HS Dissipadores (clique no link pra ver o manual).

3. A fórmula principal é: Tf = Ta + (PD x Rθ) onde: Tf = Temperatura final; Ta = Temperatura Ambiente; PD = potência dissipada no dispositivo; Rθ = Resistência térmica total da junção até o ar (para o caso do dispositivo sem dissipador usar Rθ = Rθja - Rθjc, com dissipador Rθ = Rθjc + Rθdissipador).

4. Acho que não ficou muito claro no vídeo, então lá vai:

PARA CALCULAR UM DISSIPADOR DE CALOR:

Rθdissipador = ((Tf - Ta) / PD) - Rθjc

Onde:
Tf = Temperatura final que se espera no case (encapsulamento) do dispositivo (CI, Transistor, etc). Tem que ficar abaixo da temperatura máxima especificada no manual do componente.
Ta = Temperatura ambiente onde o componente irá funcionar.
PD = Potência total dissipada sobre o componente
Rθjc = Resistência térmica da junção ao case (dado do data sheet do componente)
Rθdissipador = Resistência térmica do dissipador. De posse deste valor é só usar um dissipador com esta resistência ou menor.

5 - As resistências térmicas de componentes são mais ou menos padronizadas de acordo com o encapsulamento (TO220, TO3, TO3P).

7 comentários:

  1. Muitas pessoas tem saudades do invólucro TO-3: uns por ser "vintage", dá um ar retrô à montagem, outros por ignorância, achando que o TO-3 tem uma resistência térmica menor, o que não é verdade. O TO-3 apresenta uma resistência térmica junção-encapsulamento de 1,52C/W enquanto os mais modernos TO-218 e TO247 apresentam uma resistência térmica junção-encapsulamento de apenas 1C/W .

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    1. E eu era um destes que pensavam assim...

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    2. Vim cair aqui porque fui procurar o calculo de dissipador de calor, mas tem uma inconsistência nisso, você fala 1,52ºC/W pensando no velho 2N3055. Mas existem transistores TO3 melhores como o MJ802 ou 2N5885 que tem resistência térmica de apenas 0,875ºC/W

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    3. Aí eu não sabia. Pra mim era padrão os valores para cada encapsulamento.

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  2. Pode acontecer que Rødiss encontrado seja zero ou até negativo o que denota impossibilidade do projeto. Exemplo: T do ar 30° T final 60° PD= 20W. Rjc 1,5. Vai dar zero de Rød. O jeito é aceitar uma Tf maior.

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  3. Tenho uma dúvida.
    Sei como dimensionar o dissipador de calor para um ou vários dispositivos no mesmo dissipador. Até qui tudo bem.
    Mas vamos a uma situação real. Em uma fonte half-bridge, geralmente calculo o dissipador levando em consideração a potência dissipada pelos dois elementos, mas eles não conduzem ao mesmo tempo. via de regra cada elemento conduz em apenas metade do ciclo, pois se os dois conduzissem juntos, teríamos um curto circuito no barramento VCC. Não poderia considerar então que a potência dissipada para efeitos de dimensionamento do dissipador, seria de apenas um transistor? Como os dois não vão estar conduzindo ao mesmo tempo a energia dissipada não serias equivalente a um único elemento?

    obrigado.

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  4. Caro, parabéns pelo vídeo!!! Muito didático!!! Muito obrigado!!! Era a informação q eu precisava!!’

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3. Não, eu não posso consertar os seus aparelhos!