Слаботочка.

Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128

Поэтому относительные значения &jc и &са, могут быть легко определены, при помощи VBE-метода измерения температуры кристалла, и использования термопары для измерения температуры корпуса в указанном месте. Тепловые величины для металлического корпуса обычно даются для корпуса, имеющего тепловой контакт с бесконечным радиатором в воздушной окружающей среде. Это заставляет величину вел приближаться к нулю, и в результате величина Ojc приравнивается к величине &ja. Бесконечный радиатор - нереализуемая вещь в првктическом мире, служит только для целей проектирования.

ходящий через выводы), и разностью между максимальной температурой кристалла равной 150°С, и температурой окружающей среды, обычно равной 25°С. Для микросхемы цА781 хх в корпусе ТО-92, максимальное рассеивание мощности при длине выводов равной 0.4 (10.2 мм);

Ро = Щг, 0,;л=18О-С/Вт

Ро = 0.7 Вт

КОРПУС ТО-92

Тепловые потоки для корпуса ТО-92 значительно более сложны чем таковые для металлического корпуса ТО-39. В дополнение к потоку тепла через пластмассовый компаунд от кристалла до окружающей среды, имеется другой параллельный поток от кристалла до окружающей среды идущий через выводы, как показано на Рис. 18. Таким образом в этой модели общее тепловое сопротивление равно:

(&jc+ &ca)(&jl+ &la)

Где:

&jc - тепловое сопротивление корпуса между кристаллом стабилизатора и точкой на корпусе непосредственно под расположением кристалла.

&СА - тепловое сопротивление между корпусом и воздухом окружающей среды. - тепловое сопротивление от регулирующего транзистора на кристалле через его коллекторный вывод до точки находящейся на этом выводе ниже корпуса стабилизатора на 1/16 (1.59мм).

la - общее тепловое сопротивление от выводов коллектора-ба-зы-змиттера до окружающей среды.

6>jA - тепловое сопротивление кристалл-окружающая среда. Как можно видеть на Рис. 17, металлический корпус вообще не имеет охлаждающего потока через выводы из-за их высокого теплового сопротивления, что вызвано конструкцией головки корпуса, самого корпуса и выводов. Обычно, используемый для этого материал это сплав ковар. Таким образом, тепловые потоки связанные с величинами Ojc и вл находятся в пределах корпуса и не могут быть изменены пользователем. Однако, тепловые потоки связанные с величинами вел и Ola находятся вне корпуса и могут эффективно использоваться, для управления общим тепловым сопротивлением и, следовательно, температурой кристалла.

Рис. 17. Тепловая эквивалентная схема для корпуса ТО-39 (кристалл установлен непосредственно на металлическом основании корпуса)

всА та

ре(Вт)

Замена Oja в уравнении (1) на Oja из уравнения (3) дает:

{вис+ &ca)(ejL+ Ola) Sjc + всА + &jl + Ola

Tj-Ta

Максимальная температура Tj для уравнения (4) равна 150*С. Максимальное рассеивание мощности определяется цепью общего теплового сопротивления Oja, разделенной на две параллельные эквивалентные цепи (поток проходящий через корпус и поток про-

Если длина выводов уменьшена до 0.125 (3.2 мм) величина &ja становится равной 160°С/Вт, и Ро(тах) = 0.78 Вт

Рис. 18. Тепловая эквивалентная схема для корпуса ТО-92



			ви Тд

ре (Вт)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИАТОРОВ

Изменять значения двух внешних тепловых сопротивлений, доступных проектировщику схемы, можно с помощью выбора радиатора, наиболее применимого к его конкретной ситуации. Чтобы продемонстрировать это, рассмотрим результат размещения маленького радиатора в виде флага (тепловое сопротивление 72°С/Вт), типа Staver F1-7D-2, на корпусе jjA78Lxx. Радиатор эффективно изменяет &са (Рис. 18) и новое тепловое сопротивление, SjA равно:

&jA = MSC/Bt (при длине выводов равной 0.125 (3.2 мм))

Изменение теплового сопротивления на 15С/Вт увеличивает допустимое рассеивание мощности на 0.86 Вт за дополнительную цену в 1-2 цента. Дальнейшее уменьшение теплового сопротивления OjA, может быть достигнуто, при использовании радиатора с тепловым сопротивлением 46С/Вт, например, типа Staver FS-7A. Таким образом, если теплоотвод от корпуса не обеспечивает адекватное понижение величины общего теплового сопротивления Oja, другое внешнее тепловое сопротивление, может быть понижено уменьшением длины выводов от основания корпуса до монтажной платы. Однако, один момент должен быть обязательно принят во внимание. Тепловой поток идущий от выводов до окружающей среды, т.е. до монтажной платы, проходит через тепловое сопротивление Osa- Таким образом, тепловое сопротивление 0, равно Ols + взА- Новая эквивалентная схема показана на Рис. 19.

Рис.19. Тепловая эквивалентная схемв для корпуса ТО-92 (температура выводов отличается от температуры окружающей среды)

esA та

ре (Вт)

В случае использования панельки для монтажа корпуса, тепловое сопротивление &sa может достигать 270°С/Вт, таким образом вызывая увеличение теплового сопротивления &ja и, следовательно, уменьшая максимальную рассеиваемую мощность. Укорачивание длины выводов может возвращать величину теплового сопротивления &ja к первоначальному значению, но это не единственный способ улучшения теплоотвода выводов.

в тех сп-чаях, когда стабилизатор вставляется в отверстия медных, дорожек печатной ппаты. выгодно иметь максимальную поверхность меди вокруг его выводов. Было бы желательно точно определить результат влияния медной поверхности печатной платы, но реальные мировые проблемы слишком велики, чтобы позволить кому-нибудь сделать больше, чем несколько самых общих наблюдений,

Лучшая аналогия для медной поверхности печатной платы это параллельные резисторы. В некоторых случаях, влияние параллельного резистора на общее сопротивление незначительно; в некоторых спучаях, дополнительная медная поверхность не эффективна.

ПРИМЕНЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ РАССЕИВАЕМОЙ МОЩНОСТЬЮ

Когда необходимо использовать стабилизатор иА781хх при большой разности напряжений вход-выход, добавление последовательного резистора R1 будет расширять диапазон выходных токов устройства, т.к. общая рассеиваемая мощность разделится между резистором R1 и стабилизатором.

Значение R1 может быть рассчитано по формуле:

R1 = IV (min)-Vour-2.0 [В] k(max) + Iq

где Iq - ток потребления стабилизатора.

Рассеиваемая мощность стабилизатора при максимальном входном напряжении и максимальном токе нагрузки теперь

Ро {max) {V, - Vout) himax) л VJq

V, = V,n {max) - {lt {max) + Iq)H\

Нестабильность no току нагрузки в присутствие R1 вычисляется согласно равенству:

Нестабильность по току (при постоянном Ц) = нестабильность по току(при постоянном I/,) + + (нестабильность по напряжению [мВ/В]) X(R1) х [Ми).

Как npwMep, рассмотрмм стабмлмзатор на AS В с напряженмем птанмя 30±5 В, ра6отаюш,мЛ с максммальным током нагрузки 30 мА. Собственныйток потребления стабилизатора Iq = 4.3 мА, а минимальный ток нагрузки должен быть 10 мА.

R1 =

25-12-2 30 - - 4.3

34.3

240 [Ом]

I/, = 35 - (30 + 4.3) X 0.24 = 35 - 8.2 = 26.8 [В]

Ро {max) = (26.8 - 15) х 30 -i- 26.8 х 4.3 = = 354 -I- 115 = 470 [мВт]

Эта величина означает работу при температуре до 70°С в большинстве применений.

Типичная величина нестабильности по напряжению этой схемы - 110 мВ для диапазона выходных напряжений 25...35 В при постоянном токе нагрузки, то есть 11 мВ/В.

Нестабильность по току = нестабильность по току (при постоянном V, (типовое значение 10 мВ, при 4 = 10...30 мА)) + -1- (11 мВ/В) X 0.24 X 20 [мА] (типовое значение 53 мВ) = 63 мВ (для изменения тока нагрузки в 20 мА при постоянном = ЗОВ).

Рис. 20. Схема с повышенным входным напряжением

/, 3

да7вихх

Рис. 21. Пример схемы с повышенным входным напряжением

25...35 В

Vl 3

да7в115

0.33

.С2 0.1

интегральные

микросхемы

LOW DROP СТАБИЛИЗАТОР ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА 5 В

1156ЕН1

Товарные знаки фирм изготовителей

ОСОБЕННОСТИ

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

* Входное напряжение:

постоянное............................................. 26 В

импульсное............................................. 60 В

* Малое падение напряжения вход-выход при токе 0.5 А................0.6 В

* Выходной ток............................................... 0.75 А

* Выходное напряжение .......................................5В±2%

* Встроенные схемы защиты от КЗ, перефева и перенапряжения

* Имеет специальный вывод флага отключения

* Диапазон рабочих температур ..............................~45...+85С

Максимальная рассеиваемая мо1цность (без радиатора)

для корпуса 1501.5-1.......................................2 Вт

для корпуса 1501.5-7.......................................3 Вт

ТИПОНОМИНАЛЫ

К1156ЕН1

Микросхема 1156ЕН1 представляет из себя Low drop стабилизатор положительного напряжения на 5 В, т.е. с малым падением напряжения вход-выход.

Прибор имеет встроенную схему отключения выходного напряжения при выявлении ошибки на входе стабилизатора (например - низкое входное напряжение, КЗ на выходе, перегрев, резкие переходные процессы и т.д.) и специальный вывод флага отключения, по состоянию которого можно судить о наличии либо отсутствии выходного напряжения 5 В. Предусмотрена задержка фронта сигнала флага с помощью специального конденсатора.

Микросхема предназначена для питания микропроцессорных систем, в частности бортовых компьютеров транспортных средств. Микросхема изготовляется в пластмассовых корпусах типа: 1501.5-1 и 1501.5-7

ЦОКОЛЕВКА КОРПУСОВ

Пластмассовый корпус типа: 1501.5-1