摘要：你现在需要一个散热器！！！！！！:-)
[并且有一个串联电阻也不会伤害:-)]

问得好问题你的问题问得好——比平时好多了。
电路图和参考值得赞赏。
这使得第一次给出一个好的答案变得容易得多。
希望这是一个...... :-)

这是有道理的（唉）：这种行为完全是意料之中的。
您正在使调节器热过载。
如果您想以这种方式使用它，您需要添加一个散热器。
正确理解正在发生的事情会让您受益匪浅。

功率 = 伏特 x 电流。

对于线性稳压器，总功率 = 负载功率 + 稳压器功率。

稳压器 V _drop = V _in - V _load
这里 V _drop in 稳压器 = 24-5 = 19V。

这里功率输入 = 24V x I _{load 负载}
功率 = 5V x I _load
稳压器功率 = (24V-5V) x I _load。

对于 100 mA 的负载电流，稳压器将耗散
V _drop x I _load (24-5) x 0.1 A = 19 x 0.1 = 1.9 W。

有多热？：数据表的第 2 页显示从结点到环境（= 空气）的热阻为每瓦 50 摄氏度。这意味着每消耗一瓦特，就会使温度升高 50 摄氏度。在 100 mA 时，您将有大约2 瓦的耗散或大约 2 x 50 = 100°C 上升。IC上的水会很高兴地沸腾。

大多数人可以长期坚持的最热是55°C。你的比那更热。你没有提到沸水（湿手指嘶嘶声测试）。假设您的外壳温度约为 80°C。让我们假设 20°C 的气温（因为它很容易 - 无论哪种方式都几度没有什么区别。

T_上升= T_外壳-T_环境= 80°C - 20°C = 60°C。耗散 = T_上升/R _th = 60/50 ~= 1.2 瓦。

在 19v 下降 1.2 W = 1.2/19 A = 0.0632 A 或大约 60 mA。

即，如果您正在绘制大约 50 mA 的电流，您将获得 70°C - 80°C 度范围内的外壳温度。

你需要一个散热器。

修复它：数据表第 2 页说 R _thj-case = 结到外壳的热阻为 5C/W = 结到空气的 10%。

如果您使用 10 C/W 散热器，则总 R _th将是 R _{_jc} + R _{c_amb} （将结点添加到外壳到外壳到空气）。
= 5+10 = 15°C/瓦。
对于 50 mA，您将获得 0.050A x 19V = 0.95W 或 15°C/Watt x 0.95 ~= 14°C 的上升。

即使假设上升 20°C 和 25V 环境，您也会得到 20+25 = 45°C 的散热器温度。
散热器会很热，但您可以在没有（太多）疼痛的情况下握住它。

战胜炎热：

如上所述，在这种情况下，线性稳压器的散热量为每 100 mA 1.9 瓦或 1A 时为 19 瓦。这是很多热量。在 1A 时，为了在环境温度为 25°C 时将温度保持在沸水温度 (100°C) 以下，您需要不超过 (100°C-25°C)/19 瓦 = 3.9 的总热阻°C/W。由于结壳 Rthjc 在 5°C/W 时已经大于 3.9，因此在这些条件下，您不能将结点保持在 100°C 以下。仅在 19V 和 1A 时结到外壳将增加 19V x 1A x 5°C/W = 95°C 上升。虽然 IC 的额定温度可高达 150°C，但这不利于可靠性，应尽可能避免。就像练习一样，在上述情况下，要使其温度低于 150°C，外部散热器需要为 (150-95)°C/19W = 2.9°C/W。那' s 是可以实现的，但它是一个比您希望使用的更大的散热器。另一种方法是减少耗散的能量，从而降低温度升高。

降低稳压器散热的方法有：

(1) 使用开关稳压器，例如 NatSemi simple switchers 系列。效率仅为 70% 的高性能开关稳压器将显着降低散热，因为稳压器中仅耗散 2 瓦！
即能量 = 7.1 瓦。能量输出 = 70% = 5 瓦。5V 时电流为 5W = 1A。

另一种选择是 3 端子调节器的预制替代品。以下图片和链接来自Jay Kominek 评论中提到的部分。OKI-78SR 1.5A、5V 降压开关稳压器替代 LM7805。7V - 36V 英寸

在 36 伏输入、5V 输出时，1.5A 的效率为 80%。由于 Pout = 5V x 1.5A = 7.5W = 80%，稳压器的功耗为 20%/80% x 7.5W = 1.9 瓦。非常可以忍受。不需要散热器，可以在 85 摄氏度时提供 1.5A 的电流。 [[勘误表：刚刚注意到下面的曲线是 3.3V。5V 部分在 1.5A 时管理 85%，所以比上面的要好。]]

(2) 降低电压

(3) 降低电流

(4) 耗散调节器外部的一些能量。

选项 1 在技术上是最好的。如果这是不可接受的并且如果 2 和 3 是固定的，则需要选项 4。

最简单和（可能是最好的）外部耗散系统是电阻器。从 24V 下降到稳压器在最大电流下可接受的电压的串联功率电阻器可以很好地完成工作。请注意，由于电阻使电源为高阻抗，因此您需要在稳压器的输入端安装一个滤波电容。说大约0.33uF，更多不会伤害。一个 1 uF 的陶瓷应该可以。即使是更大的电容，例如 10 uF 到 100 uF 的铝电解电容也应该不错。

假设 Vin = 24 V。Vregulator in min = 8V（余量/压差。检查数据表。选定的 reg 表示 8V <1A。）Iin = 1 A。

1A = 24 - 8 = 16V 时所需的压降。说15V是“安全的”。
R = V/I = 15/1 = 15 欧姆。功率 = I ² *R = 1 x 15 = 15 瓦。
一个 20 瓦的电阻器将是微不足道的。
一个25W +的电阻会更好。

这是一个 25W 15R 电阻器，库存价格为 3.30 美元/1 美元，无铅，数据表在这里。请注意，这也需要一个散热器！！！您可以购买高达 100 瓦的免费空气额定电阻器。您使用的是您的选择，但这会很好用。请注意，它的额定功率为 25 瓦商业或 20 瓦军用，因此在 15 瓦时它“表现良好”。另一种选择是适当安装适当长度的适当额定电阻丝。赔率是电阻器制造商已经比您做得更好。

采用这种安排：
总功率 = 24W
电阻器功率 = 15 瓦
负载功率 = 5 瓦
稳压器功率 = 3 瓦

稳压器结温将比外壳高 5°C/W x 3 = 15°C。您将需要提供一个散热器以保持调节器和散热器的正常运行，但这现在“只是工程问题”。

散热器示例：

每瓦特 21 °C（或 °K）

7.8°C/W

Digikey -许多散热器示例，包括这个 5.3 C/W 散热器

2.5°C/W

0.48°C/W！！！
119 毫米宽 x 300 毫米长 x 65 毫米高。
1 英尺长 x 4.7 英寸宽 x 2.6 英寸高

关于散热器选择的好文章

强制对流散热器热阻

使用串联输入电阻降低线性稳压器耗散：

如上所述，在线性稳压器之前使用串联电阻来降低电压可以大大降低稳压器的耗散。虽然冷却稳压器通常需要散热器，但可以廉价获得风冷电阻器，无需散热器即可耗散 10 瓦或更多瓦。以这种方式解决高输入电压问题通常不是一个好主意，但它可以占有一席之地。

在下面的示例中，LM317 5V 输出 1A 电源由 12V 供电。通过添加廉价的空气冷却线安装串联输入电阻器，在最坏的情况下，添加电阻器可以将 LM317 的功耗降低一半以上。

LM317 在较低电流下需要 2 至 2.5V 的裕量，或者在极端负载和温度条件下需要 2.75V。（参见数据表中的图 3 ，-复制如下）。

LM317 裕量或压差电压

必须确定 Rin 的大小，使其在 V_12V 处于最小值时不会降低过多的电压，Vdropout 是最坏的情况，并且允许串联二极管压降和输出电压。

电阻两端的电压必须始终小于 =

• 最小输入电压

• 最大 Vdiode 压降

• 与情况相关的最坏情况辍学

• 输出电压低

所以 Rin <= (v_12 - Vd - 2.75 - 5)/Imax。

对于 12V 最小 Vin，假设 0.8V 二极管压降和 1 安培输出，即
(12-0.8-2.75-5)/1
= 3.45/1
= 3R45
= 说 3R3。

R 中的功率 = I^2R = 3.3W，因此 5W 的部分勉强可以接受，而 10W 会更好。

LM317 的功耗从 > 6 瓦降至 < 3 瓦。

一个合适的引线安装风冷电阻器的一个很好的例子是这个精心指定的 Yageo 系列绕线电阻器的成员，其成员的额定功率从 2W 到 40W 风冷。Digikey 有 10 瓦的库存，价格为 0.63 美元/1 美元。

电阻器环境温度额定值和温升：

很高兴拥有上面数据表中的这两个图表，可以估计真实世界的结果。

左图显示一个 10 瓦电阻器以 3W3 = 其额定功率的 33% 工作 瓦数允许的环境温度高达 150 摄氏度（如果您在图中绘制工作点，实际上约为 180 摄氏度，但制造商说 150 摄氏度允许最大值。

第二张图显示，以 3W3 工作的 10W 电阻器的温升将比环境温度高出约 100°C。来自同一系列的 5 W 电阻器将在额定值的 66% 下运行，并且温升比环境温度高 140°C。（40 W 会升高约 75°C，但 2 x 10 W = 低于 50°C，而 10 x 2 W 仅升高约 25°C !!!。

在每种情况下，随着具有相同组合额定功率的电阻器数量的增加，温升的降低可能与“平方立方定律”作用有关，因为随着尺寸的增加，单位体积的冷却表面积减少。

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

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2015 年 8 月添加 - 案例研究：

有人问了一个合理的问题：

相对较高的容性负载 (220 µF) 不是更可能的解释吗？例如，导致调节器变得不稳定，振荡导致调节器中散发出大量热量。在数据表中，所有正常工作的电路在输出端都只有一个 100 nF 的电容。

我在评论中回答了，但它们可能会在适当的时候被删除，这是对主题的一个有价值的补充，所以这里是编辑到答案中的评论。

在某些情况下，稳压器的振荡和不稳定性肯定是一个问题，但在这种情况下以及许多类似情况下，最可能的原因是过度耗散。

78xxx 系列非常古老，早于现代低压差稳压器和串联供电（LM317 风格）稳压器。78xxx 系列相对于 Cout 基本上是无条件稳定的。实际上，它们不需要任何东西来正常运行，并且通常显示的 0.1uF 是为了提供一个储存器，以提供额外的浪涌或尖峰处理。
在一些相关的数据表中，他们实际上说 Cout 可以“无限制地增加”，但我在这里没有看到这样的说明——而且（正如我所料）没有说明表明高 Cout 不稳定。在数据表第 31 页的图 33 中，它们显示了使用反向二极管来“防止“高电容负载” - 即，具有足够高能量的电容器，如果放电到输出中会造成损坏 - 即，远远超过 0.1 uF .

耗散：在 24 Vin 和 5 Vout 时，稳压器每 mA 耗散 19 mW。对于 TO220 封装，Rthja 为 50 C/W，因此每 mA 电流上升约 1°C。
因此，假设在 20 C 的环境空气中耗散 1 瓦，外壳的温度约为 65°C（并且可能更多取决于外壳的方向和位置）。65°C 略高于“灼伤我的手指”温度的下限。
在 19 mW/mA 时，耗散 1 瓦需要 50 mA。给出的示例中的实际负载是未知的 - 他显示了一个大约 8 或 9 mA（如果红色）的 LED 指示灯加上使用的稳压器内部电流负载（低于 10 mA）+“PIC18FXXXX），几个 LED ... “取决于 PIC 电路，总电流可能达到或超过 50 mA，或者可能会更少。|

总体而言，给定稳压器系列、差分电压、实际冷却不确定性、环境不确定性、C/W 典型值等等，似乎纯粹的耗散是他在这种情况下所看到的一个合理原因 - 以及许多使用线性稳压器的人将在类似的案例。由于不太明显的原因，它有可能是不稳定的，因此永远不应该在没有充分理由的情况下拒绝，但我会开始消散。

在这种情况下，串联输入电阻器（比如空气冷却额定 5W）会将大部分耗散转移到更适合处理它的组件中。
和/或适度的散热器应该可以创造奇迹。

调节器中耗散的功率是其两端的电压通过它的电流。两端电压为 24V - 5V = 19V。电流（推测）：10mA（78S05 的接地电流）+ 60mA（少量 LED）+ 10mA（ C + 蜂鸣器）= 80mA。然后$\times$$\mu$

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

这对于任何软件包来说都很多，而且这是最低限度，您可能会使用更多。我假设您使用的是 TO-220 版本，它的（热阻）为 50°C/W。这意味着每消耗一瓦特，结（电子管芯中的热点）将比封装周围的（自由流动的）空气高 50°C。允许芯片温度高达 150°C，但这是绝对最大额定值，因此我们将其保持在 130°C 以确保安全。然后 $R_{THJ-AMB}$

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

这是结温，但封装的温度仅低几度（ = 5°C/W）。这显然太热了，无法触摸；经验法则（没有双关语）是在 60°C 左右它变得太热而无法触摸。 $R_{THJ-CASE}$

所以这就解释了。虽然理论上这些值仍然是安全的，但您可能会有更多的耗散我们的值有点保守，所以这可以解释烧焦的气味。 $-$$-$

可以做些什么呢？

使用切换器(SMPS)。这是最好的解决方案。开关的效率很高，额定电压可能超过 85%，因此功耗会低很多。对于估计的负载，它将远小于 100mW。今天的切换器易于使用，但在选择组件和 PCB 布局时需要注意。这些对效率很重要，电路板布局对辐射也很重要。这是 Jay 和 Russell 提到的现成模块，但这里与 TO-220 的大小相比：

该模块售价 10 美元，因此您自己动手可能不值得。

其他解决方案：使用散热器，最好不要使用小夹子，并带有足够的导热膏以确保适当的热接触。这个具有 3.1°C/W 的热阻（低于 50°C/W！），并且在 60°C 的温度上升时可以耗散 9W。

解决方案3：使用较低的输入电压。可能不是一个选择。

解决方案 4：将耗散分布在多个组件上。您可以级联稳压器，例如在 24V 和 L78S05 之间使用 LM7815。然后 19V 的电压差变为 7815 的 9V 和 78S05 的 10V，因此每个器件的功耗将减半。额外的好处是你可以获得更好的线路调节，如果这很重要的话。

最后一点：您的稳压器是能够提供 2A 电流的特殊版本，而通常的 7805 可以提供 1A。如果您打算使用完整的 2A，我会认真考虑切换器。

编辑
Russell 在他的回答中指出了串联电阻，虽然我不喜欢它，但它确实也是一个可行的选择。我将在下面的结论中解释为什么不这样做。
我想为这个解决方案添加一些关于耗散的内容，从 Russell 的 15电阻器开始。 $\Omega$

P = V I，当电流很小时，等式中的因素使调节器中的耗散功率保持在较低水平，但当电流较高时，电阻器上的电压降也会很高，从而在调节器，也给出了低功耗。在这两者之间，耗散会更高。 $\times$

可以证明，当稳压器的耗散等于电阻器的耗散时，稳压器的耗散最大，因此

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

要么

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

所以

$I = 0.633A$

这与我们在图中看到的一致。电阻器和稳压器的耗散为

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

结论：即使使用串联电阻，稳压器的功耗也可能很高，我们看到 0.63A 比 1A 更高！根据预期电流要求选择电阻值很重要。当您使用第二个稳压器而不是电阻器时
，两个设备中的功率分配将相等，并且与电流无关。这就是为什么我不太喜欢电阻器解决方案的原因。

电压降和没有散热器会导致显着的耗散。数据表规定不带散热器的热阻为 50C/W Tja。

一个粗略的例子 - 假设您使用 100mA：(24-5) * 0.1 = 1.9W

1.9 * 50 = 高于环境温度约 95 度，因此整体温度将在 115 摄氏度左右。

您可以通过添加散热器、降低输入电压或在电路中吸收更少的电流来改善情况。或者，您可以使用开关稳压器。有关线性稳压器和散热注意事项的详细说明，请参见此处： Digital Designer's Guide to Linear Voltage Regulators and Thermal Management

这是该监管机构的正常行为吗？

是的。

是什么导致它发热这么大？

热量是由调节器两端的电压降和流经调节器的电流引起的。功耗，Pd= (24V-5V)*Iout。

稳压器的效率为 Vout/Vin =5/24 = 0.21 或 21%。换句话说，对于每 1 瓦的输出，您需要 5 瓦的输入，而这种差异会在调节器中消散。

降低输入电压将对此有所帮助。