Festspannungsregler 78S05 Temperatur bei Last

OP #2539699
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Hallo allerseits,

zur Zeit verwende ich den Festspannungsregler 78S05, um meine 
Experimente mit konstanten 5V zu versorgen. Dabei stellte ich fest, dass 
seine Metallanbindung (TO-220 Gehäuse) für Kühlkörper nach kurzer Zeit 
spürbar warm wird. Leider habe ich keine Möglichkeit die Temperatur 
exakt zu messen, schätze sie aber auf ca. 40°C. Nachgemessen fließen 
aber lediglich 120 mA am Ausgang des 78S05 (145 mA am Eingang).

Es fließen also gerade einmal ungefähr 1/20 des Maximalstroms (2A) und 
trotzdem ist der Festspannungsregler bereits so warm?! Ist das üblich?
Unbelastet kann ich keine Erwärmung feststellen.

Mich würden eure Erfahrungen und Meinungen interessieren.

Gespeist wird der 78S05 mit rund 9V eines Labornetzteils. Am Eingang ist 
ein Elko (220 µF, 16 V) parallel zu einem Folienkondensator (100 nF, 100 
V) mit Masse verbunden. Ausgangsseitig ist ein weiterer 
Folienkondensator (100 nF, 100 V) mit Masse verbunden.
#2539710
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Julian K. schrieb:
> Es fließen also gerade einmal ungefähr 1/20 des Maximalstroms (2A) und
> trotzdem ist der Festspannungsregler bereits so warm?! Ist das üblich?
> Unbelastet kann ich keine Erwärmung feststellen.

Der maximale Strom hat nicht mit der Erwaermung zu tun. Die ergibt sich 
unabhaengig davon zu  P = (Uein-Uaus) x Iaus + Uein x (IEin - Iaus).
Und mach in deinem Fall ca. 0.6W aus. Je nachdem wie gross dein 
Kuehlkoerper ist kann man das schon merken. Oder hast du etwa keinen 
Kuehlkoerper dran?
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #2539713
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Julian K. schrieb:
> Es fließen also gerade einmal ungefähr 1/20 des Maximalstroms (2A) und
> trotzdem ist der Festspannungsregler bereits so warm?! Ist das üblich?
Ja.
Vereinfach kannst du sagen:
(Eingangsspannung-Ausgangsspannung)*Laststrom = Verlustleistung

Wenn da mehr als 0,5W herauskommt, dann wird der alleinstehende Regler 
sicher gut warm. Und jetzt kommt es: DU musst dafür sorgen, dass der 
Spannungsregler bei 10mal höherer Verlustleistung nicht zu warm wird. 
Das üblicherweise verwendetete Instrument dazu heißt: Kühlkörper.
#2539948
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Bei 0,6W braucht man noch keinen KK. Das wird erst interessant, wenn 
Umgebungstemperatur und/oder Verlustleistung noch ein Stückchen steigen 
(bei nicht zu hohen Umgebungstemperaturen kann man guten Gewissens 1W 
ohne KK umsetzen, ohne daß es zu heis wird - genaueres ergibt die ganze 
Wärmewiderstandsberechnung)
OP #2539995
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Helmut Lenzen schrieb:
> [...] Oder hast du etwa keinen
> Kuehlkoerper dran?

Ich habe tatsächlich momentan keinen Kühlkörper am Festspannungsregler, 
da ich davon ausging, dass sich die Temperaturen bei der geringen 
Belastung in Grenzen halten - was auch durchaus der Fall ist.

Nachdem was ihr so berichtet, werde ich aber beim nächsten Einkauf einen 
Kühlkörper mitbestellen, um auch für größere Belastungen gewappnet zu 
sein und konstante 5V zu gewährleisten.

Laut Datenblatt hat der 78S05 eine "Operating Junction Temperature" bis 
150 °C, die auf Dauer aber nicht anliegen sollte. :-)
Gast #2540123
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Am besten Du beschäftigts Dich mal ein bißchen mit der Rechnung von 
Wärmegleichungen.

Ptot = (Uein - Uaus)*IL

Theta ges = Thja (TO220) * Ptot + Theta a

mit
Theta a = Umgebungstemperatur
Theta ges. Temperatur an der Kühlfahne
Thja Wärmewiderstand TO220 Gehäuse ohne KK

mit KK ergibt sich die Gleichung

Theta ges = (Thjc (TO220)+ ThcK + ThK) * Ptot + Theta a

mit
Thjc Wärmewiderstand TO220 bei Verwendung eines KK
ThK Wärmewiderstand des KK
ThcK Übergangswärmewiderstand zwischen Gehäuse und KK (Glimmer, 
Wärmeleitpaste)

Die max. Sperrschichttemperatur von Si beträgt normalerweise 125 °C. 
Diese sollte auch unter widrigsten Bedingungen (Umgebungstemp., keine 
Konvektion) nie erreicht werden. Sind KK berührbar, darf die Temperatur 
nicht über 52° C steigen.
#2540673
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Nabend,

du kannst auch mit den 9V noch etwas runter gehen, das würde deine 
Verlustleistung auch verringern. Wie du ja an der Herleitung siehst ist 
sie sehr entscheidend.

Im Datenblatt steht die Mindestdifferenz vom Eingang zum Ausgang, 1,5V 
reichen meistens. Wenn du dein Netzteil auf 7,5V stellst, was ja meist 
eine gängige Stufe ist, sollte er auch kälter bleiben.


Gruß Martin

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