La seguente tabella è estratta dal datasheet del transistor in case TO3 MJ4502.
Impostazioni delle variabili per il calcolo con i valori ricavati dal datasheet
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Datasheet Total power dissipation @ case 25° (W) |
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Datasheet Junction temperature (C°) |
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Temperatura ambiente di riferimento solitamente 25° su datasheet (C°) |
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Resistenza termica giunzione-contenitore come confermato dal valore θJC presente sul datasheet (°C/W) |
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Funzione per la creazione del grafico della curva di derating potenza/temperatura come confermato anche dal grafico presente sul datasheet (grafico a destra) |
Nel progetto a cui stiamo lavorando supponiamo di dover far dissipare al transistor una potenza Pdmax di 50W
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Potenza massima che dovrà disspare il componente (um: W) |
Inseriamo un fattore di sicurezza in percentuale atto a ridurre la temperatura massima per il quale viene dimensionato il sistema di dissipazione (propongo una riduzione al 70%)
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Fattore di sicurezza temperatura massima (um: %) |
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Temperatura massima successivamente all' applicazione del fattore di sicurezza (um: C°) |
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Premettendo che Rja = (RthJC + RthCD + RthDA); ossia la resistenza termica totale del sistema è la somma della resistenza tra giunzione e case del componente (RthJC), della resistenza tra case e dissipatore (RthCD) e della resistenza tra dissipatore ed ambiente (RthDA).
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Resistenza termica giunzione-ambiente che si dovrà avere a fronte della temperatura ambiente definita e della potenza massima da dissipare impostata (um: °C/W) |
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Nella tabella precedente sono esposti i valori tipici di resistenza case-dissipatore dovuti ai vari metodi di accoppiamento degli stessi; i valori proposti sono indicativi in quanto possono variare a causa di diversi fattori; è importante comunque osservare come la mica isolante causi prestazioni negative nella capacità di trasferimento termico case-dissipatore (spesso tuttavia risulta indispensabile per l'isolamento elettrico in quanto il case del TO3 funge da conduttore) mentre la pasta migliori il trasferimento del calore. Supponiamo ora di montare il transistor su dissipatore interponendo sia mica isolante che pasta siliconica adatta al trasferimento termico.
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Resistenza dovuta al tipo di flusso in corrispondenza del dissipatore |
Visto che Rja = (RthJC + RthCD + RthDA) come accenato precedentemente; risulta ora possibile calcolare la resistenza che dovrà avere il dissipatore in C°/W per dissipare adeguatamente la potenza massima definita
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Resistenza dissipatore ambiente del dissipatore (um: C°/W) |
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Il dissipatore dovrà avere resistenza termica <= 1.025 °C/W |
Come visibile qui di seguito è possibile ottenere una grafico che indichi il valore massimo in C°/W del dissipatore da applicare per dissipare adeguatamente valori di potenza variabili.
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Potenza dissipata dal dispositivo (W) |
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Resistenza termica che dovrà avere il dissipatore in base alla potenza da dissipare (C°/W) |
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Supponiamo ora di scegliere un specifico dissipatore che presenta una resistenza termica ipotetica di 2 C°/W
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Resistenza termica del dissipatore (C°/W) |
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Potenza massima dissipabile in base alla resistenza dissipatore/ambiente del dissipatore scelto (W) |
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Ora torniamo al caso di un alimentatore variabile con il transistor MJ4502 montato sul dissipatore precedentemente scelto. Supponendo che la tensione di uscita variabile sia compresa tra 1.5 Volt e 30 Volt con una corrente erogabile limite di 5 Ampere (dovuta ad altri fattori del circuito in questione) risulta possibile calcolare la corrente massima prelevabile onde evitare l'insorgere di problemi di tipo termico.
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Voltaggio in uscita variabile (um: V) |
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