热力学中常犯的一个过错便是挑选和线性稳压器相同简易的设备。当规划行将应用时,规划师通常会意识到这个过错。更糟的是,因为新式线性稳压器的新功用和标准,封装中散失的功率很简略被忽视。这让稳压器的运转温度会超越其额定温度,在实际运用中会引发毛病。
线性稳压器基本上由一个旁路元件和一个操控器组成。该元件是一个晶体管,能够在操控回路的协助下成为可变电阻器,然后在旁路元件和负荷之间构成一个分压器。
图1. 线性稳压器框图。留意,旁路元件将在其本身和负荷之间构成一个分压器,起到耗散功率的效果。
人们常常疏忽了它并非一个奇特实体的现实: 旁路元件上的电压会下降,并逐步升温。例如,假如图1中的电路有100毫安的稳定负荷,则能够将其简化并模仿用于图2所示的热意图。当输入电压为5V,输出电压和功率分别为3.3V和100mA时,旁路元件耗散的功率将到达170MW。
那么,假如输入电压为24伏时,会发生怎样的改变?此刻的耗散功率为(24-3.3)×100 mA =2.07瓦。明显,这样的功率或许会使150毫安的微型稳压器发生过多的热量。运用咱们都知道的欧姆定律(V = I * R)从头考虑一下,“当功率变成只需100毫安,或50毫安,或更小的状况的时分。”会使电路愈加安全,因而规则在不知不觉中便得到了印证。
图2. 稳态下简化形式的线性稳压器能够显现功率耗散的方位。
这是我在榜首级用来寻觅线性稳压器的办法,便是要承认封装,更重要的是承认封装中的功率。如要核算功耗,则可十分快速地转到挑选封装尺度的问题上来。
1. 核算功耗。线性稳压器仅仅是用来将额定的电压降转换成热量的一个可变电阻器:
Pd= (Vi-VOUT)*IOUT(等式1)
2. 核算规划希望最大作业温度所需的θjA。θjA是相对于环境温度的结点热阻抗,依据印刷电路板(摄氏度/ W)的封装,通常是在150℃的典型最大结温(有些部件的最高结温或许较低,需在数据表上承认)条件下核算出来的。所需θjA应为如下方程式:
≤(最高结温 – 最高作业温度)/Pd(等式2)。
1) 滤掉封装中的器材,这样θjA比满意此初始结温要求的上述核算成果要低。在最高结温时操作会影响其可靠性。视电路板、气流、环境和邻近的其他热源而定,留必定的余量始终是一个很好的规划实践。
2) 只需依据热需求对该清单进行减缩,则能够大大下降完成其它功用的难度,如:快速瞬态呼应、杰出的电源状况、使能、低噪音等。
3) 测验终究成果!在实验室运用热电偶测验一分钟比花费数小时核算更有价值。
运用该热核算器可简略核算出热量值。
可更深化地查看热剖析,初次剖析有助于滤掉无法正常作业的零件,并找出更或许正常作业的零件。