三端稳压芯片78xx/79xx的功耗和散热
三端穩壓芯片78xx芯片的經典電路如下:
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三端穩壓芯片78xx消耗功耗計算公式如下:
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?? 其中Vo為輸出電壓,如果是7805輸出5V,7812輸出12V
Io為輸出電流,三端穩壓管的數字之間是有字母的,如:LM78L12,下表是相應字母芯片,對應的最大輸出電流:
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| 三端穩壓管的數字之間字母 | L | M | N | 無字母 | T | H | P |
| 最大輸出電流(A) | 0.1 | 0.3 | 0.5 | 1.5 | 3 | 5 | 10 |
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?? 如果輸入電流為12V,采用78M05進行穩壓,穩壓到5V,則78M05消耗的(最大)功耗為P=(12V-5V)x 0.3A=2.1W,很顯然78M05的消耗很大。
在選擇穩壓芯片時,要考慮如下因素:
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1) 后級電路總的輸入電流。把后級電路的芯片電源輸入電流逐個相加,再考慮一個充裕量,從而選擇穩壓芯片。像后面用到兩個運放,一個運放電源輸入電流為20mA,另一個運放電源輸入電流為30mA,則三端穩壓芯片選擇78L05。
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2) 后級電路芯片的電源電壓。很顯然穩壓出來的電壓要大于后級電源電壓。比如后級用了一個FPGA,管腳電源電壓5V,內核電源電壓3.3V。則選7805。
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3) 三端穩壓芯片的輸入電壓。7805的輸入電壓范圍至少為30V~40V左右,所以前面的電壓不要超過這個值。不然的話,芯片會毀壞。如下圖:
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?(來源:78L05 Datasheet)
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這個值只是最大額定功率的范圍,平時最好太大。有一個推薦值
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?(來源:78L05 Datasheet)
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?? 為了不要無謂消耗功率,顯然輸入電壓Vi越小越好。Vi但要高于一定值,不然的話無法工作,無法穩壓。
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4) 散熱。很多時候大家做的板子很熱,這是由于沒有考慮散熱的問題。
這里有篇文章很好,可以參考一下:我用7805 7810如何計算散熱片尺寸?
http://www.ec66.com/article/list.asp?indexid=941
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(來源:78L05 Datasheet)
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??? 以7805為例說明問題。
??? 設Io=100mA,Vi=20V,則耗散功率Pd=(15V-5V)*0.1A=1.0W
以LP封裝的熱阻為156℃/W,溫升為156℃,設室溫25℃,那么將會達到78L05的熱保護點150℃,78L05會斷開輸出。
此時可以考慮78L05的另一個封裝PK,PK封裝的熱阻為52℃/W,溫升為52℃,加上室溫25℃,為77℃,在78L05的最大溫度范圍之內??梢赃x用PK封裝。
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正確的設計方法是:
??? 首先確定最高的環境溫度,比如60℃,查出民品78L05的最高結溫TJMAX=150℃,那么允許的溫升是90℃。要求的熱阻是90℃/1.0W=90℃/W。再查78L05的熱阻.
從78L05的數據表可以看出LP封裝的熱阻θJA=156℃/W高于要求值,都不能使用(雖然達不到熱保護點,但是超指標使用還是不對的)。而PK、D封裝的熱阻都低于90℃,可以選用。
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?? 對硅半導體,TJ可高到125℃,但一般不應取那么高,溫度太高會降低可靠性和壽命。
????? 最高環境溫度TA 是使用中機箱內的溫度,比氣溫會高。
???? 最大耗散功率見器件手冊。
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三端穩壓芯片78xx的散熱
通行辦法是加散熱片,通常能滿足要求,如要詳細考慮可以看本文列出的參考資料。計算散熱片應該具有的熱阻也很簡單,與電阻的并聯一樣。(TO-220,TO-3可以加散熱片)
??? ???國產散熱器廠家其實就是把鋁型材做出來,然后把表面弄黑。熱阻這種最基本的參數他們恐怕從來就沒有聽說過。 如果只考慮散熱功率芯片的輸入輸出電壓差X電流是芯片的功耗,這就是散熱片的散熱功率。
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散熱相關參考資料:
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1)我用7805 7810如何計算散熱片尺寸?
http://www.ec66.com/article/list.asp?indexid=941?
2)散熱片怎么計算 ??
http://forum.eetchina.com/FORUM_POST_10012_1200035292_0.HTM
3)關于78XX線性電源的散熱片選取
http://blog.eccn.com/u/johnylu/archives/2007/1807.htm
4)散熱片的計算與應用
http://tw.myblog.yahoo.com/agoodman-suson/article?mid=5611&prev=-1&next=5511
5) 一個估測散熱器熱性能參數的通用模型
http://www.ed-china.com/ART_8800011225_400013_500015_TS_8e006bec.HTM
6)有關熱阻的問題
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4986890101007ue6.html
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本文參考文獻:
1)7805穩壓集成電路的 5V整流穩壓電路板 功耗大概是多少?
http://zhidao.baidu.com/question/40980311.html?fr=qrl
2)三端IC穩壓電路輸出電壓技巧
http://bbs.chinadz.com/TopicOther.asp?t=5&BoardID=4&id=311819
3)7805什么時候需要加散熱片?
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=832813&bbs_page_no=1&search_mode=3&search_text=donkey&bbs_id=9999
4)單片機與硬件電路-7805很燙
http://www.51c51.com/Bbs/TopicOther.asp?t=5&BoardID=12&id=7995
總結
以上是生活随笔為你收集整理的三端稳压芯片78xx/79xx的功耗和散热的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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