TP : ALIMENTATION LINEAIRE ETUDE THERMIQUE DU

TP : ALIMENTATION LINEAIRE
LYCEE LA FAYETTE 1/3
ETUDE THERMIQUE DU REGULATEUR
Objectif : Comme une résistance, le régulateur 7805 dégage de la chaleur. Ce dégagement de
chaleur provient de la puissance qu’il dissipe. Etudier l’aspect thermique d’un composant,
c’est vérifier si ce composant doit être équipé d’un dissipateur dans les conditions
d’utilisation prévues afin d’éviter de le griller.
La puce électronique située à l’intérieur du boîtier du régulateur est soumise à une
température qui varie en fonction de la puissance dissipée. La température maximale qu’elle
peut supporter avant de griller est une donnée fournie par le constructeur. Nous allons donc
vérifier que la température de la puce ne dépasse pas la valeur maximale admissible.
Si la température de la puce est trop importante, le régulateur devra être équipé d’un
dissipateur.
La loi d’ohm thermique lie la puissance dissipée PD par le régulateur aux températures
suivantes :
- Température de la puce électronique du composant située à l’intérieur du boîtier
(notée TJ – température de jonction en °C)
- Température ambiante (notée TA – température de l’air ambiant en °C)
)(
.ajTHDAJ RPTT 
RTH(j-a) est la résistance thermique jonction – ambiante (en °C/W). C’est une donnée propre
au composant qui est donnée dans sa documentation technique.
Pour un régulateur de tension, la puissance dissipée est égale à :
PD = (VIN – VOUT).IOUT avec VIN : Tension d’entrée du régulateur
VOUT : Tension en sortie du régulateur
IOUT : Courant en sortie du régulateur
En utilisant la loi d’ohm thermique, il est possible de vérifier si la température de la puce
électronique située à l’intérieur du boîtier (la température de jonction) va dépasser sa
température maximale admissible donnée dans la documentation technique.
IOUT

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I.1 Calcul des températures de jonction pour les cas étudiés lors du TP
Question 1. Etablir l’expression de la température de jonction TJ en fonction de la
température ambiante TA, de la puissance dissipée PD et de la résistance thermique RTH(j-a).
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Question 2. Compléter le tableau ci-dessous :
On donne : RTH(j-a) = 50 °C/W (en boîtier TO220)
TJ(MAX) = 150 °C
Cas théorique
IOUT
VIN
VOUT
PD
TJ
C = 2200 µF ; RS = 50 Ω
5 V
C = 4700 µF ; RS = 50 Ω
5 V
C = 2200 µF ; RS = 100 Ω
5 V
C = 4700 µF ; RS = 100 Ω
5 V
Question 3. Dans quel(s) cas faudra-t-il prévoir un dissipateur ?
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I.2. Choix du dissipateur
Lorsqu’on utilise un dissipateur, la différence entre la température ambiante et la température
de jonction s’exprime :
aTHrrTHbbTHjDAJ RRRPTT  
RTHj-b : Résistance thermique jonction-boîtier (°C/W)
RTHb-r : Résistance thermique boîtier-radiateur (°C/W)
RTHr-a : Résistance thermique radiateur-ambiante (°C/W)
D’après la documentation technique :
RTHj-b=3 °C/W
RTHb-r=1,4 °C/W
Afin que le radiateur puisse correctement dissiper la chaleur, il faut que sa résistance
thermique RTHr-a soit telle que :
rTHbbTHj
D
AJMAX
aTHr RR
PTT
R 

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Question 4. Calculer pour chaque cas la résistance thermique RTH(r-a) maximale que doit avoir
le radiateur pour les deux cas pouvant poser des problèmes de dissipation :
Cas étudié posant problème
PD
RTH(r-a)MAX
Question 5. On se propose d’utiliser l’un des dissipateurs suivants :
Radiateur L60xH16xP32 – RTHr-a=6,8°C/W Radiateur L35xH20xP20 – RTHr-a=17,9°C/W
Lequel allez-vous choisir pour protéger le 7805 ?
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