Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wäremeentwicklung von LDO


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von Adrian (Gast)


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Hallo,

ich möchte einen LDO "TPS763" für die 3,3V Spannungsversorgung von ein 
paar Komponenten einsetzen. Dabei wird doch die Spannungsdifferenz also 
1,7V (bei 5V Versorgung) in Wärme umgesetzt. Das macht 1,7V * 150mA = 
255mW. Das klingt erst mal nicht viel, aber wenn man bedenkt das der LDO 
in einem SOT-23 Gehäuse sitzt, ist die Außenhülle doch sehr klein.

Ich bin aus dem Datenblatt leider nicht schlau geworden, wie warm es 
wohl bei genannter Leistung wohl wird. Kann mir da jemand weiterhelfen?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps763.pdf

Gruß

Adrian

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von Walter S. (avatar)


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da stehen doch verschiedene Widerstände im Datenblatt, z.B.
Junction-to-board thermal resistance

von Pete K. (pete77)


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Schau mal unter 14.1 nach.

P= (150-25)/203 = ca. 0,6W max. Verlustleistung (bei 25° 
Umgebungstemperatur)

P = 1,7 * I  --> I = 350mA

Du bist mit 150mA auf der sicheren Seite.

von Falk B. (falk)


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Siehe Kühlkörper

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bei diesem Spannungsregler ist vorgesehen, dass er an eine Kühlfläche 
gelötet wird.

von (prx) A. K. (prx)


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Pete K. schrieb:
> P= (150-25)/203 = ca. 0,6W max. Verlustleistung

Recommended operatin conditions: Tj <= 125°C

von Michael B. (laberkopp)


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Adrian schrieb:
> wie warm es wohl bei genannter Leistung wohl wird.

Tja, da der Hersteller nicht weiss, wie die Zimmertemp bzw. Platinentemp 
bei dir ist, kann er das auch nicht sagen.

Aber er wird 52 GradC wärmer als die Umgebung, selbst wenn die Platine 
nicht mitkühlt. Die 0.25W wird er also verkraften, aber bei Berührung 
wird es unangenehm heiss.

Achte wenigstens darauf, daß die Platine drumrum nicht auch noch heizt.

von Migel C. (migelchen)


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Hallo,

das kommt auf deine Umgebungstemperatur T_A bzw. T_amb an.

Bei angenommenen 25°C T_amb und deinen 255 mW Verlustleistung entsteht 
eine Temperaturdifferenz über dem thermischen Widerstand R_tjA (205,3 
K/W) von 52,3 °C
Addiert mit der Umgebungstemperatur kommt man auf eine T_j von 77,35 °C 
und diese liegt weit unter den T_jmax von 150 °C oder der recommended 
operating temperatur von T_j von 125 °C.

Hierbei nicht beachtet ist die rsultierende PCB-Temperatur.
Aber ich gehe mal davon aus, dass der LDO das heizende Element an der 
Stelle sein wird. :)

Gruß
Migelchen

: Bearbeitet durch User
von Adrian (Gast)


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Pete K. schrieb:
> Schau mal unter 14.1 nach.
>
> P= (150-25)/203 = ca. 0,6W max. Verlustleistung (bei 25°
> Umgebungstemperatur)
>
> P = 1,7 * I  --> I = 350mA
>
> Du bist mit 150mA auf der sicheren Seite.

@Pete danke mit der Erklärung leuchtet es mir ein.

Viel Kupferfläche an den Beinen von Wärme entwickelten Bauteilen hab ich 
auch geplant.
Danke für die Hinweise.

von Pete K. (pete77)


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Adrian schrieb:
> Viel Kupferfläche an den Beinen von Wärme entwickelten Bauteilen hab ich
> auch geplant.

Dafür sind ja auch die "Layout Guidelines" im Datenblatt gedacht.

Wird schon klappen ;-)

von Pete K. (pete77)


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A. K. schrieb:
> Pete K. schrieb:
>> P= (150-25)/203 = ca. 0,6W max. Verlustleistung
>
> Recommended operatin conditions: Tj <= 125°C

Laut DB wird in der Formel aber Tj_max benötigt, nicht Tj_recommended, 
also 150°C.

von (prx) A. K. (prx)


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Pete K. schrieb:
>>> P= (150-25)/203 = ca. 0,6W max. Verlustleistung
>>
>> Recommended operatin conditions: Tj <= 125°C
>
> Laut DB wird in der Formel aber Tj_max benötigt, nicht Tj_recommended,
> also 150°C.

Das DB erwähnt beide. Bissel eigenes Nachdenken fördert zutage, dass man 
für Kühlung über Rechnung auf Basis von Tj(max) dann auch die Fussnote 
der Abs Max berücksichtigen sollte:

"These are stress ratings only, which do not imply functional operation 
of the device at these or any other conditions beyond those indicated 
under Recommended Operating Conditions. Exposure to 
absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device 
reliability."

Lies: Bei 150°C überlebt es noch, aber für zuverlässigen Dauerbetrieb 
sollte man nur bis 125°C gehen und die Kühlung entsprechend berechnen.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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A. K. schrieb:
> aber für zuverlässigen Dauerbetrieb
> sollte man nur bis 125°C gehen und die Kühlung entsprechend berechnen.
Für wieviele Stunden Betrieb? Wenn man auf Jahre plant, bleibt man von 
den 125°C mal deutlich weg.

von Hurra (Gast)


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Manfred schrieb:
> A. K. schrieb:
>> aber für zuverlässigen Dauerbetrieb
>> sollte man nur bis 125°C gehen und die Kühlung entsprechend berechnen.
> Für wieviele Stunden Betrieb? Wenn man auf Jahre plant, bleibt man von
> den 125°C mal deutlich weg.

so ist es!
Mal davon abgesehen, dass man naheliegende Bauteile auch miterwärmt, 
dankt einem die Leiterplatte so hohe Temperaturen auch nicht.

Ich würde sagen, man sollte deutlich unter 100° worst case bleiben.

Schauen wir doch mal ins Datenblatt:
Juction to Ambieent = 205,3k/W
Verlustleistung = 1,7V * 0,15A = 0,255W

Damit wird sich der Regler - ohne Kühlfläche - gegenüber der Umgebung um 
52°C erwärmen.

Wenn man also davon ausgeht, dass die 0,15A Max. Verbrauch sind, das 
Gerät nicht über 40° bekommt ist das ein brauchbares Package. Aus Sicht 
der Lebensdauer sind Kühlflächen schon sinnvoll.

Konkret:
Da ist z.B. eine Anbindung an die Massefläche eine kostengünstige 
Maßnahme. Unter das Package haut man ein paar Vias in die Massefläche, 
den GND-Pin bindet man da großflächig an.

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