TP : ALIMENTATION LINEAIRE ETUDE THERMIQUE DU
publicité
TP : ALIMENTATION LINEAIRE 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) TJ TA PD .RTH ( j a ) 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 : IOUT 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. LYCEE LA FAYETTE 1/3 TP : ALIMENTATION LINEAIRE 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). ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Question 2. Compléter le tableau ci-dessous : On donne : RTH(j-a) = 50 °C/W (en boîtier TO220) TJ(MAX) = 150 °C Cas théorique C = 2200 µF ; RS = 50 Ω C = 4700 µF ; RS = 50 Ω C = 2200 µF ; RS = 100 Ω C = 4700 µF ; RS = 100 Ω IOUT VIN VOUT 5V 5V 5V 5V PD TJ Question 3. Dans quel(s) cas faudra-t-il prévoir un dissipateur ? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… I.2. Choix du dissipateur Lorsqu’on utilise un dissipateur, la différence entre la température ambiante et la température de jonction s’exprime : TJ TA PD R THj b R THb r R THr a 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 : RTHr a LYCEE LA FAYETTE TJMAX TA RTHj b RTHbr PD 2/3 TP : ALIMENTATION LINEAIRE 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 ? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… LYCEE LA FAYETTE 3/3
