Como escolher ou calcular um dissipador

[Gabriel F G Calixto]

Boa tarde!, 

Estou construindo uma pequena fonte de tensão regulável com lm317 e lm337, como prática para meus estudos de eletronica e me surpreendi com a temperatura que os ci´s podem chegar quando regulam de 24v do trafo para baixas tensões. Havia montado um dissipador um pouco maior que os circuitos integrados e não deu nem para o cheiro 

Gostaria de saber como os senhores fazem para escolher de forma prática seus dissipadores de calor.

Se usam uma tabela ou uma relação entre a potencia dissipada pelo CI e o dissipador

ou usam um cálculo simples,

Imagino como as fontes profissionais contornam o problema de temperatura ao usar correntes de até 3A em tensões baixas, Seriam usados diferentes transformadores para cada faixa de tensão?

 Desde já agradeço a todos 

[.if]

você descobriu na prática que o quesito potência dissipada é o item mais importante a ser considerado.

 

37 minutos atrás, Gabriel F G Calixto disse:

como as fontes profissionais contornam o problema de temperatura

Alguns nem contornam.Olha isso de agora há pouco (ok...  do ano passado)

deixam o usuário se virar.  No meu caso antes do dissipador que adaptei, deu até

44 minutos atrás, Gabriel F G Calixto disse:

cheiro 

de queimado mesmo kk

 

Sobre cálculos, existem claro, mas não me pertencem. Se dica prática servir... coloque o maior que puder e que não atrapalhe a estética do seu aparelho. Cooler ajuda

 

Se achar que deve, contribua postando o esquema da sua fonte...

 

abç

[Visitante]

Dedo. Tá aí. uhahuahuahu

 

 

 

Cálculo:

Max Temp = Junction + Mica/Grease + Heat Sink + Ambient

Ou seja

Max Temp = temperatura máxima final de tudo. 

Junction= olha no datasheet e veja o coeficiente "Junction−to−Case" e multiplique pela potência dissipada.

Mica/Grease= Olhar o datasheet  do dissipador e ver o coeficiente de resistência para o tipo de pasta que você vai usar para entrar em contato entre o dissipador e o chip vezes potencia dissipada.

Heat sink= resistência térmica dado no datasheet do dissipador vezes potencia dissipada.

Ambient= só somar a temperatura ambiente máxima.

 

Por exemplo... se você vai passar 1A e a queda de tensão entre a entra e saída é 2V (entrada 7V e saída 5V) vai ter uma potencia de 2W. Essa potência você sai multiplicando com os coeficiente e tal.

 

Também tem o caso de colocar um ventilador no dissipador, mas aí tem que olhar os gráficos do heat sink 

[.if]

@Bommu Perneta pra você que 2º Paulão é o futuro,,, acho que o amigo quer cálculos do tamanho do dissipador. Tá valendo mas você precisa de um treinamento de 'entrar virtualmente na mente' das pessoas. Com o tempo (você tem mais) você consegue...

De fato no d.s. de alguns dissipadores há informações interessantes. Mas nada que substitua totalmente  um pouco de prática de quase queimar o...

1 hora atrás, Bommu Perneta disse:

Dedo

[Gabriel F G Calixto]

1 hora atrás, Isadora Ferraz disse:

Se achar que deve, contribua postando o esquema da sua fonte...

Como é uma fonte de bancada para testes, não sei de quanta corrente vou precisar. Com um trafo de 24v a tensão antes dos reguladores fica em torno de 32v, aí para ligar uma carga de 3v e 500mA dá uns 14W no ci, "Aí não há tatu que aguente" como diria meu velho pai. Que tamanho de dissipador seria esse para uns 15W?

 

1 hora atrás, Bommu Perneta disse:

Dedo

é esse o meu equipamento no momento, ele acusa no display " quente pa caramba"

[rmlazzari58]

Descupe o improviso mas como o LM338 tava torrando fiz assim, @Gabriel F G Calixto, tinha essa madeira aqui sobrando...

 

 

O fan tá alimentado por um 7809 só prá ele, para não interfeir no 338.

 

[Gabriel F G Calixto]

26 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

tinha essa madeira aqui sobrando...

caramba bixo, e eu gastando dinheiro com placa padrão..valeu, num tem desculpa pra não fazer.

[Renato.88]

15 minutos atrás, Gabriel F G Calixto disse:

caramba bixo, e eu gastando dinheiro com placa padrão

Placa padrão em fontes não é uma boa ideia... Mas a sua é para 1A, então não tem muito problema.

 

Em fontes para a parte de potência eu fico no modo aranha mesmo, ou então uma PCI desenhada com trilhas largas e reforçada com fios.

Esses dias eu fiz uma fonte dessas, só que para 5A. Funcionou uma beleza no dia que tava frio, mas liguei hoje e o dissipador também não deu nem para o cheiro... Pior é a caixa que ficou pequena...

 

[MOR_AL]

Se você REALMENTE quer saber, então aqui vai algo para estudar.

Uma vez calculado o valor da resistência térmica do dissipador, recorre-se aos fabricantes do dissipador. Em seus datasheets tem o valor da resistência térmica dos dissipadores fabricados por eles.

Se você concluir que ou nenhum dissipador atende aos seus desejos, ou se ficariam grandes demais, então recorre-se à ventoinha soprando sobre o dissipador. Neste caso, fica quase impossível prever se a ventoinha solucionará seu problema.

Um último recurso inclua um chip LM35 no case do gerador de calor, com um comparador com histerese, que ao atingir determinada temperatura, o circuito desarma a potência.

Vide:

Cálculo de comparadores com histerese.

https://www.youtube.com/playlist?list=PLKbXQpiLi1hVh9ea_3BUNOpXqrm_9xXFR

O comparador com histerese, juntamente com um LM35 na carcaça do mosfet, monitora a temperatura da junção.

 

https://www.youtube.com/watch?v=55J-R60qh9I&t=13s

Este vídeo é de uma carga eletrônica que eu projetei. Nele aparece o efeito do limitador de temperatura. 

É o terceiro vídeo da carga eletrônica. Caso você se interesse, assista os outros três. Vale a pena, apesar da incapacidade do operador em manter um bom vídeo em foco. Hehehe!

 

MOR_AL

 

[Visitante]

Estava pensando aqui com meus botões... além de fazer aquele calculo simples ali de cima que acredito que se encaixa aqui no problema só fazer a façanha de ir atrás de datasheets e ver o tamanho do bendito dissipado uhauhauhauha Não seria interessante usar um circuito para baixar a tensão antes de entrar no circuito? Pois dá para usar outro circuito para reduzir dissipar também a carga de potencia a mais... claro, vai consumir mais... ou até mesmo mudar o teu transformador para que essa tensão não seja tão massacrante, ai , sim muito menos destrutivo... 

[Renato.88]

11 minutos atrás, Bommu Perneta disse:

 até mesmo mudar o teu transformador para que essa tensão não seja tão massacrante, ai , sim muito menos destrutivo... 

Juntando isso, com isso:

4 horas atrás, Gabriel F G Calixto disse:

Seriam usados diferentes transformadores para cada faixa de tensão?

 

Me lembrei que um dia aqui mesmo no fórum, mencionaram sobre uma fonte que era importada toda cheia recursos e frescuras onde tinha um trafo com vários taps na entrada para alterar a tensão de saída de acordo com a posição dos potenciômetros.

Parece que o controle na entrada era feito por tiristores para ter um acionamento suave.

Sempre tive vontade de ter uma fonte dessas, o ruim é o trafo que deve ser projetado só para isso para que se tenha o maior aproveito possível nas correntes e tensões que são fornecidas.

[Visitante]

Uma excelente ideia de colocar com várias fases... muito boa mesmo evita dor de cabeça de ficar inventando ^^ 

[aphawk]

1 hora atrás, Mestre88 disse:

Me lembrei que um dia aqui mesmo no fórum, mencionaram sobre uma fonte que era importada toda cheia recursos e frescuras onde tinha um trafo com vários taps na entrada para alterar a tensão de saída de acordo com a posição dos potenciômetros.

 

As melhores fontes que eu usei funcionavam exatamente dessa maneira....  mesmo sendo do tipo linear esquentavam pouco,  com baixas tensões e altas correntes.

 

Mas .... se hoje em dia temos os módulos step-up e step-down chaveados, porquê não recorrer a esses módulos para fazer a conversão da tensão ?

 

Eu uso alguns deles aqui em casa, e um deles está na minha bancada de testes já faz mais de um ano, puxo até 3A dele sem nenhum problema de regulação e com um mínimo de aquecimento, e com tensões entre 24V e 1,8V.

 

Acho que hoje em dia temos de ver os Lm317 e semelhantes da mesma maneira que o velho Lm723 .... servem para aprendizado, mas tem coisa bem mais moderna para usarmos como uma fonte de alimentação.

 

 

 

 

 

adicionado 3 minutos depois

@Isadora Ferraz ,

 

Eu postei como se faz o cálculo do dissipador em algum tópico faz menos de uns 2 meses .... e era justamente num post sobre usar o LM317 .... De tempos em tempos esse assunto persegue a gente kkkk !

 

Paulo

[Gabriel F G Calixto]

49 minutos atrás, Bommu Perneta disse:

Uma excelente ideia de colocar com várias fases... muito boa mesmo evita dor de cabeça de ficar inventando ^^ 

varias fazes de rebaixamento de tensão, tipo uma fonte ATX ?

 

57 minutos atrás, Mestre88 disse:

um trafo com vários taps na entrada para alterar a tensão de saída de acordo com a posição dos potenciômetros.

tem uma fonte que vcs ja devem ter visto:

da para escutar 3 ou 4 chavementos ao percorrer de 1v a 30v.

[aphawk]

1 minuto atrás, Gabriel F G Calixto disse:

da para escutar 3 ou 4 chavementos ao percorrer de 1v a 30v.

 

Exatamente, a minha fonte principal é bem parecida com essa aí, tem os chaveamentos, e funciona muito bem pelo preço que custou kkkkk !

 

Eu dei uma incrementada nela, com uma ventoinha acionada por um sensor de temperatura, só para garantir ....

 

Paulo

[Renato.88]

2 minutos atrás, aphawk disse:

Mas .... se hoje em dia temos os módulos step-up e step-down chaveados, porquê não recorrer a esses módulos para fazer a conversão da tensão ?

Sim, tem razão.

De fato as fontes chaveadas nos dias de hoje são práticas, baratas e eficientes. Eu as prefiro para os projetos já prontos, onde a gente precisa de carregar pra lá e pra cá ou em coisas que não tem muito espaço.

 

No caso das fontes de bancada eu ainda fico com as fontes lineares, pois tem baixo ruído e não atrapalha os testes em circuitos críticos. Sobre o problema de ser pesada, meio que não existe pois se fica lá, na bancada.

 

E ainda há o fato de sendo que eu ou outros que são hobistas gostam de montar essas "engenhocas" mesmo nos dias de hoje.

Como eu disse ainda a pouco pretendo montar a fonte com o LM723 que o MOR mencionou em outro tópico, pois já faz algum tempo que comprei uns CIs desses pra me divertir e ainda não usei pra nada:

 

adicionado 6 minutos depois

5 minutos atrás, Gabriel F G Calixto disse:

varias fazes de rebaixamento de tensão, tipo uma fonte ATX ?

Isso, mas no caso das fontes ATX dá pra usar as 3 tensões que ela fornece ao mesmo tempo.

Nessa de bancada as fases estão na entrada e só tem uma saída, então se usa uma das várias tensões por vez.

8 minutos atrás, Gabriel F G Calixto disse:

tem uma fonte que vcs ja devem ter visto:

da para escutar 3 ou 4 chaveamentos ao percorrer de 1v a 30v.

Isso, a que comentaram aqui outro dia se parecia com essa.

Mas pelo que você diz, essa tem relés estilo a um estabilizador de tensão.

A que eu falo, segundo quem comentou na época disse que tinha tiristores. Mas o funcionamento é o mesmo, por terem a caixa parecida deve ser apenas um modelo melhorado criado pelo mesmo fabricante.

[Gabriel F G Calixto]

8 minutos atrás, aphawk disse:

puxo até 3A dele sem nenhum problema de regulação e com um mínimo de aquecimento, e com tensões entre 24V e 1,8V.

vou estudar estes, parecem ser bem praticos!

 

10 minutos atrás, aphawk disse:

Eu postei como se faz o cálculo do dissipador em algum tópico faz menos de uns 2 meses

eu dei uma procurada, (não com muito afinco) poderia lincar?

 

4 minutos atrás, Mestre88 disse:

hobistas gostam de montar essas "engenhocas" mesmo nos dias de hoje.

não seriam os principais consumidores destes componentes hoje em dia?

 

[Renato.88]

12 horas atrás, Gabriel F G Calixto disse:

não seriam os principais consumidores destes componentes hoje em dia?

Sim, e também os estudantes.

Mas em muito equipamento de fabricação nacional eu já vi esses CIs, ainda mais aqueles de uns fabricantes meio "fundo de quintal". Já vi LM317 em alarmes, placas para receptores de portão, alguns receptores para TV parabólica analógica e em alguns circuitos industriais mais antigos. Mas essas coisas que eu mencionei pelo menos foram fabricadas nesse século.

LM7805 então tava em todas, tinha até em computador, TV, rádio ...

Em equipamentos mais antigos dos anos 80/90 eram mais comum ainda.

Nos equipamentos estrangeiros já não usavam muito, tinha CIs com outros nomes ou reguladores transistorizados mesmo.

adicionado 12 minutos depois

12 horas atrás, aphawk disse:

De tempos em tempos esse assunto persegue a gente kkkk !

Quase todo dia, só ver que agora mesmo tem uns três tópicos falando do assunto, inclusive o da fonte do faller que é praticamente eterno...

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Em tempo...

12 horas atrás, Gabriel F G Calixto disse:

12 horas atrás, aphawk disse:

Eu postei como se faz o cálculo do dissipador em algum tópico faz menos de uns 2 meses

 

eu dei uma procurada, (não com muito afinco) poderia lincar?

Na verdade foi há exatos dois meses... 

Aqui está:

 

[Gabriel F G Calixto]

25 minutos atrás, Mestre88 disse:

1 hora atrás, aphawk disse:

De tempos em tempos esse assunto persegue a gente kkkk !

Quase todo dia, só ver que agora mesmo tem uns três tópicos falando do assunto, inclusive o da fonte do faller que é praticamente eterno...

ou, então não seria uma boa pregar nos topicos em destaque?, 

[Renato.88]

4 minutos atrás, Gabriel F G Calixto disse:

ou, então não seria uma boa pregar nos topicos em destaque?, 

Talvez, quem sabe o moderador @BCP leia isso e ache a ideia interessante.

No tópico a fonte original é com o LM338, mas cabe muito bem aos LM317, LM350 e LM337.

Dá pra dizer que toda semana aparece alguém pra perguntar sobre o assunto.

[.if]

5 horas atrás, Mestre88 disse:

em alguns circuitos industriais mais antigos

de fato um LM317 custa bem menos que um 7805 e 7812. É que geralmente o setor P&D não tá nem aí (no layout é muito mais fácil colocar um 7812 do que um LM317) com o compras e o compras (eu compro o que me mandam) nem aí com o financeiro, este nem aí pro comercial e por aí vai. Mas de posse da espada de thundera, dá pra ver mais longe com uma visão além do alcance, aí o bixo pega...(ok... no decorrer da existência ganhei zero com isso a não ser a manutenção do emprego)

Esta visão (daqui de fora) de microeconomia pode fazer pouco sentido pra você estudante, hobista, professor, pequeno empresário, pequeno volume. Mas em se tratando de dezenas de milhares de unidades mensais... fica a dica. Dá pro patrão tomar uma cerveja a+ no fds... e nem me convida...

[Renato.88]

5 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

de fato um LM317 custa bem menos que um 7805 e 7812. É que geralmente o setor P&D não tá nem aí (no layout é muito mais fácil colocar um 7812 do que um LM317)

Certo, mas também tem que comprar os resistores que tem um preço insignificante mas pode somar e aí dá na mesma que o 7812. 

Os circuitos de tensão fixa tem 78 qualquer coisa mesmo. 

LM317 que nem por exemplo no receptor de parabólica que eu mencionei, tem a mudança da tensão de 18 e 13V para alteração de faixa de frequencia. 

[Gabriel F G Calixto]

Então seriam dois métodos: 

o método do cálculo que 

16 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

não me pertencem

e o método do 

16 horas atrás, Bommu Perneta disse:

Dedo. Tá aí

 

Quanto ao cálculo,

14 horas atrás, MOR disse:

Uma vez calculado o valor da resistência térmica do dissipador, recorre-se aos fabricantes do dissipador. Em seus datasheets tem o valor da resistência térmica dos dissipadores fabricados por eles.

Se você concluir que ou nenhum dissipador atende aos seus desejos, ou se ficariam grandes demais, então recorre-se à ventoinha soprando sobre o dissipador.

o camarada@aphawk postou uma resposta com um cálculo simplificado e exemplo de como calcular, que traz de forma bem simples qual a Resistência Térmica que o dissipador necessita ter. No final da resposta tem um link que leva a um artigo com os cálculos completos e mais detalhes de como proceder, muito bom mesmo.

Aliando o resultado do cálculo com o catálogo de dissipadores da HS dissipadores: https://www.hsdissipadores.com.br/catalogo.pdf, (que na introdução diz que os valores tem como referencia um dissipador de 100mm de comprimento), fica fácil ter uma ideia do tamanho e formato que o dissipador tem que ter.

 

Depois que se entende os formatos e tamanhos dá para usar o segundo método de uma forma mais direcionada, 

17 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

coloque o maior que puder e que não atrapalhe a estética do seu aparelho. Cooler ajuda

 

Para se ter uma ideia, para eu usar uma tensão de 3v com 500mA com um trafo de 24v no LM317, eu ia precisar de um dissipador dos mais parrudos (Resistencia Térmica próximo de 1), cheio de aletas e do tamanha de uma carteira de cigarro, eu não fazia ideia de que seria deste tanto!, senão não teria montado um dissipador do tamanho de um apontador:

[Visitante]

Um regulador fixo reduz o espaço no circuito, menos trilhas a serem feitas reduz o tamanho do circuito, em um pensamento simplório sem fazer análise, reduziria perdas por resistência. Placas de vídeos atuais só usam reguladores fixos e outros tipos de ci mais compactos para gerenciar potência. 

 

Outros circuitos mais simples feito pela gente nem precisa se preocupar com espaço ou não liga tanto para máxima eficiência para uma aplicação simples ^^ 

 

Sobre preço também depende de onde você compra se você der uma olhada na Mouser* o lm317 está custando mais caro que um lm7805 ou um lm7812... fora comprar resistores. Se os produtos da china é o inverso já seria caso de estudo... mas como falado ai em cima se eu fosse produzir algo eu pegaria o fixo... reduz mão de obra e tempo de fabricação... 

 

Se tem muito a ganhar em usar um fixo ^^ 

[aphawk]

@Gabriel F G Calixto ,

 

Esse é o problema de se usar fontes lineares, se você tem tensão alta na entrada e quer tensão baixa na saída, por menor que seja a corrente a potência dissipada será muito alta.

 

Para se contornar isso, usam-se transistores de potência junto com esses reguladores, assim eles que se encarregam de dissipar o calor. Mas o problema do dissipador continua o mesmo, tem de ser grande ....

 

E em fontes lineares ajustáveis eu ainda prefiro o velho Lm723 do que esses Lm317 e semelhantes . Ele é totalmente projetado para se usar transistores externos.

 

Paulo