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Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 17 nov 2020, 14:58

Ciao a tutti.
Ho un P MOS che dovró andare a dissipare, ma non saprei come dimensionare in maniera adeguata il dissipatore che dovró montarci sopra.

Il mosfet in questione é un IRF5210, in case TO-220
La corrente che circolerá nel MOS non supererá i 3 Ampere
Andrá montato su un PCB che sto disegnando, e che verrá posizionato in un luogo chiuso con altri circuiti ed apparecchi in funzione che scaldano.
Vorrei quindi andare sul sicuro ed abbondare con il dissipatore, ovviamente nei limiti del possibile


Come posso dimensionare quindi il dissipatore?
Ad esempio qualche dissipatore per TO-220 per montaggio su PCB li ho, tuttavia non saprei se possano essere sufficenti
Grazie in anticipo
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[2] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 17 nov 2020, 15:15

Lo so fare solo in modo approssimato.
Dipende dalla resistenza termica di MOS e dissipatore.
Sui cataloghi on line (mi pare su Farnell e RS) è indicata la resistenza termica in C°/watt di un dissipatore per TO220.
Per esempio 5 C°/watt, vuol dire che 10 watt provocano un aumento di temperatura rispetto a quella ambiente del dissipatore di 50 C°.
Le caratteristiche del componente attivo riportano la resistenza termica della giunzione transistor rispetto al dissipatore, per esempio 1 C°/watt.
Le due resistenze si sommano 5 + 1 = 6 C°/w

Se il transistor dissipa mediamente 20 watt la sua giunzione raggiunge i 6 * 20 + 25 = 145 C°
Supponendo 25 C° la temperatura ambiente del dissipatore,( in pratica nel caso peggiore magari sono 40 C°)

Questo in teoria.

Nel tuo caso hai indicato solo la corrente massima : 3 A, e la caduta Vsd = 0,2 V ?? 3x0,2 = 0,6 W ?
e che potenza viene dissipata quando commuta? e quante volte commuta rispetto alle condizioni stazionarie?
Supponiamo carico resistivo alimentato a 24 V (24/2)x(3/2) = 18 W.
Quanto dura una commutazione ? 100 us ?, quante in un secondo ?

O_/
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[3] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 17 nov 2020, 15:39

Ipotizzando una temperatura dell'ambiente di 50 gradi, e sapendo che il MOS dovrebbe dissipare:

P_d = R_{ds_{ON}} \cdot I^{2} = 0,06\Omega \cdot 9 A^{2} = 0,54 W

Il MOS ha:

R _{\theta_{JC}} = 0,75^ \circ C/W

Quindi, ipotizzando anche di voler avere massimo 70 gradi di dissipatore, ho che:

\Delta_{T} = 70^\circ C- 50^\circ C = 20^\circ C

Poi:

T_{aumento} = P_{d} \cdot(T_{\theta _{JC}}+T_{\theta _{dissipatore}})

T_{\theta _{JC}}+T_{\theta _{dissipatore}} = T_{aumento}/P_{d} = 20 ^\circ C/0,54 W = 37^\circ C/W

La resistenza termica massima del mio dissipatore risulta quindi:

T_{\theta _{dissipatore}} = 37^\circ C/W - T_{\theta _{JC}} = (37 - 0,75) ^\circ C/W = 36,25^\circ C/W


É corretto ció che ho fatto?

Non riesco a mettere le formule...
tolgo i comandi tex per far leggere le formule

Ho corretto il \degree che non esiste. Le fomule non sono ancora decenti, ma almeno si vedono

MarcoD ha scritto:Quanto dura una commutazione ? 100 us ?, quante in un secondo ?

O_/


Lavora come interruttore, quindi commuta in ON e poi ci resta per ore
Ultima modifica di Foto UtenteMax2433BO il 19 nov 2020, 17:40, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: Tolto l'asterisco dalle moltiplicazioni... AARRGGHH!!! :)
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[4] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 18 nov 2020, 15:45

Grazie per la correzione delle formule, nell'editor il comando esisteva
Qual é il comando corretto per fare il simbolo del grado?

Poi, i conti che ho fatto sono corretti?
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[5] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 19 nov 2020, 4:30

I conti non li ho guardati :(

Il comando per fare il "grado" e` ^\circ : in pratica si mette un circoletto in alto. Se passi il cursore sulla formula in un messaggio, vedi il sorgente latex.

Quale editor hai usato per preparare le formule? Probabilmente ha una libreria che non c'e` sul sito.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[6] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 19 nov 2020, 9:14

Credo che le resistenze termiche vadano in parallelo, non in serie.
Generatore codice per articoli:
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citazioni
formule latex

Io capisco le cose per come le scrivete. Per esempio: K sono kelvin e non chilo, h.z è la costante di Planck per zepto o per la zeta di Riemann e l'inverso di una frequenza non si misura in siemens.
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[7] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 19 nov 2020, 9:55

IsidoroKZ ha scritto:I conti non li ho guardati :(

Il comando per fare il "grado" e` ^\circ : in pratica si mette un circoletto in alto. Se passi il cursore sulla formula in un messaggio, vedi il sorgente latex.

Quale editor hai usato per preparare le formule? Probabilmente ha una libreria che non c'e` sul sito.


Grazie
Il sito è: https://www.codecogs.com/latex/eqneditor.php
Se ne hai uno migliore da consigliarmi, ti ringrazio

Riesci a dare un'occhiata ai conti? :?

PietroBaima ha scritto:Credo che le resistenze termiche vadano in parallelo, non in serie.


Non credo.. Cercando su google vengono messe in serie
Poi non lo so... Se tu mi dici che vanno messe in parallelo ed hai le tue fonti, mi fido di te
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[8] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 19 nov 2020, 10:08

No, non fidarti. Era solo una mia deduzione logica, ma può essere che sbagli.
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Io capisco le cose per come le scrivete. Per esempio: K sono kelvin e non chilo, h.z è la costante di Planck per zepto o per la zeta di Riemann e l'inverso di una frequenza non si misura in siemens.
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[9] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 19 nov 2020, 10:12

viewtopic.php?f=14&t=66021

Qui ne parlano in caso di materiali, le resistenze le ha messe in serie
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[10] Re: Come dimensionare un dissipatore per TO-220

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 19 nov 2020, 11:09

Le resistenze termiche dovrebbero essere fra giunzione e case e fra dissipatore e ambiente, quella fra case e dissipatore si trascura perché piccola e quella fra case e ambiente perché grande.
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