如何在没有实际散热器的情况下使线性稳压器保持凉爽?

电器工程 散热器 线性的 电压调节器
2022-01-09 16:00:31

我想在某些应用中使用线性稳压器,它采用 SOT-223(不是 SOT-89)封装。如何保持凉爽,最好没有笨重的散热器?调节器可能会散发 2-3W 的热量。我听说你可以在 PCB 上的稳压器下方使用铜迹线来保持稳压器的凉爽;有人对此有任何参考吗?

4个回答

仅用铜迹线来吸走热量,您将无法消散那么多热量。(SOT-89 也是一个非常小的封装,您确定该特定封装中的特定部分的额定功率为 3W 吗?)

我使用 D-Pak 大小的封装,在四层和通孔阵列上有大量铜,以尝试为设备提供大量铜作为散热器。

替代文字

这适用于低占空比负载,但不适用于连续负载应用(对空气有很高的热阻)。对于高散热要求,您需要散热片和空气在其上方移动,除非您以不同于我所知道的方式构建电路板,否则您将需要一个散热器来获得这些散热片。

我确实意识到这不是直接回答您的问题,而是您可能需要考虑的问题。

您可以在线性稳压器之前放置一个降压转换器,而不是消耗如此多的能量。以略高于线性稳压器所需电压的电压输出降压。

这不仅会减少您必须散发的热量,而且还会提高您的设计效率。

就散热而言,我倾向于将几个过孔直接连接到我的地平面。地平面似乎非常擅长散热。如果您使用 4 层以上的电路板并且内部有接地层,那么散热就不会那么好。

它的物理定律。您需要通过具有大热阻的设备耗散 3W 会有温度升高。使用铜迹线可以将热量从表面贴装设备带入印刷电路板。但是这种热量仍然需要消散。

看看 SOT223 器件,它们的 Rj-a 为 91 K/W,这意味着在 2 到 3 瓦时,可以预期温度上升 273 K。这将烹饪您的设备。Rj-s(结点到焊点电阻)为 10 K/W,因此如果您的电路板可以散热,则设备的温度将高于环境温度 30 K。

如果您的电路板安装在金属外壳中,您可以通过一些设计工作,将电路板上的大导热垫与金属外壳上的岛对齐。

        /---\                        hot device    
==================================   PCB
_______/     \______/    \______     Metal enclosure

在每一层上使用带有大量通孔的大铜焊盘将有助于传递热量。唯一的另一个问题是将电路板夹在金属外壳上并施加足够的压力和热化合物,以便电路板可以将热量传导到外壳中。

这样做可以有效地将热量从组件传递到电路板并进入外壳。因此外壳有效地成为散热器。

如果板上没有散热器,您会将 Rj-a 从 91 K/W 降低到更低的值。这个值是多少,你需要通过实验来确定。制作一个简单的电路板,上面有相关设备,每层上的导热垫都有通孔,然后使用热电偶将通过设备运行的功率从不到 1 瓦缓慢增加到 2/3 瓦,记录板子和设备上的温度。这将使您能够计算电路板上设备的 Rj-a。

是的,您可以使用电路板冷却设备。请注意,这样做需要相当多的表面积。不要指望整个电路板会给组件带来冷却效果,例如,如果它的标签位于接地平面上。我相信唯一的有效区域在 6 厘米到 8 厘米之间。

您通常在这些平面上看到的通孔或小孔是热通孔。在电路板的另一侧可能还有一个铜平面。它增加了热冷却,但是当您在内部制作自己的电路板原型时可能很难制作。孔不能那么大(大约十分之几毫米)。

前几天我做了一个开关稳压器,它也需要一些冷却。它装在一个更大一点的 TO-263 外壳中。但是无论如何,第 4 页和第 5 页的国家数据表规定,在 1 平方英寸的铜面积上,我的冷却电阻为 26C/W。那是JA,还不错。如果你耗散 3W 会增加 75C 以上环境,这已经足够了。在这种特殊情况下,我在业余蚀刻机上制作 PCB,因此我将面积扩大了一倍,因为与焊盘的焊接连接更难制作。