7805 wird warm bei geringer Belastung

[drunkenmunky]

Hallo,
habe ein L7805CV nach der angehängten Schaltung aufgebaut. Ich hab vor ihn an einer Eingangsspannung von 12 bis 14V zu betreiben. Jedoch wird er schon fast heiß, wenn man ihn mit ca. 100mA am Ausgang belastet. Bei ca. 8V Eingangsspannung wird er kaum warm.

Hier ist das Datenblatt des Spg-reglers:
https://www.distrelec.com/distrelec/dat ... data_e.pdf

Aber bei 14V und so wenig Belastung darf er doch nicht so warm werden, oder?

[ELW 2]

Hi!

Doch das ist so schon korrekt, es ist ja ein linear Regler. Überflüssige Energie, wir in Wäre umgewandelt und wenn du das jetzt mal ausrechnest hast du folgende Verlustwerte in Watt:

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Versorgungsspannung 8V:

8V-5V = 3V

3V*0,1A = 0,3W Verlustleistung

Versorgungsspannung 14V:

14V-5V = 9V

9V*0,1A = 0,9Watt

Das ist ganz normal, deswegen gibt es ja auch Kühlkörper

Aber wenn er noch um die 50°C hat ist alles bestens. wir haben bei uns in der Ausbildung ein Regalbares Netzteil gebut der 7805 glüh förmlich, aber es ist alles noch im normal bereich, das Teil hat einer Verlustleisung von sage und schreibe 4,5W

[anders]

Das kann man ganz gut berechnen:
Dein Regler im TO-220 Gehäuse hat einen Wärmewiderstand R_thJA von 50K/W wovon 5K/W auf den R_thJC von 5 K/W entfallen.
Bei 100mA und einem Spannungsunterschied von 14V-5V=9V entwickelt er also eine Verlustleistung von 0,9W.
Ohne Kühlkörper erwärmt sich der Chip dann um 0,9*50 = 45 K also z.B. von 20°C auf 65°C. Wegen der 4,5K Temperaturdifferenz im Gehäuse hätte man folglich eine Oberflächentemperatur von 60,5°C.
Das ist heiss genug, dass man es nicht mehr dauernd anfassen kann.


Wenn man hingegen mit 8V Eingangsspannung arbeitet, ist die Spannungsdifferenz und Verlustleistung und damit die Erwärmung gerade mal 1/3 so groß.
Somit erwärmt sich die Gehäuseoberfläche nur um 0,3*45 = 15 K, also auf 35°C, was sich deutlich warm anfühlt, aber sogar noch unter unserer eigenen Körpertemperatur liegt.

[Stromus]

Eigentlich ist es maßgebend, ob die „junction temperature“ überschritten wird oder nicht. Aus dem Datenblatt ist dieser Wert mit 150°C definiert.
Wiederum interessant zu wissen ist es welche Umgebungstemperatur zulässig ist, damit diese 150° nicht überschritten werden. Wie weiter oben dargelegt (anders) erwärmt sich der Chip um 45° gegenüber der Umgebung. Das bedeutet es ist eine Umgebungstemperatur von Tu = 150°-65° = 85° möglich, bevor das gute Teil schmort, aber unter der Voraussetzung, dass der Strom nicht größer als 100mA wird.
Kurzum, es besteht eigentlich keine Gefahr und Du kannst auf den Kühlkörper verzichten, solange die Umgebunstemperatur im Bereich 20…30°C bleibt. Eine Kühlfläche unter dem Bauteil reicht vollständig aus.

Bei größeren Strömen wird gerne im Eingangspfad einen Entlastungswiderstand platziert. Durch den Spannungsabfall auf dem Widerstand wird der Spannungsabfall am Regler reduziert. Der Widerstand wird aber so gewählt, dass noch für den Regler genug bleibt (Regelreserve). Das bedeutet, man nehme die minimale Eingangsspannung und den maximalen Strom, der benötigt wird und errechne daraus den maximalen Widerstand, der spendiert werden kann:

R = [(Uein –Uaus) – U_drop_out] / Imax

U_drop_out ist der Wert bis zu dem der Regler noch regeln kann. Im Datenblatt mit typisch 2V und maximal 2,5V angegeben
Aber Achtung! Dadurch ist die Verlustleistung auf dem Regler eine Funktion zweiten Grades, die einen Maximum besitzt.
Bei z.B R = 20Ohm gibt es einen Maximum bei I = 220mA mit Pmax = 1,012Watt
Unterhalb und oberhalb dieses Stromwertes ist die Verlustleistung geringer.