Mein linearer Spannungsregler ist sehr schnell überhitzt

Ich verwende einen 5 V / 2 A Spannungsregler ( L78S05 ) ohne Kühlkörper. Ich teste die Schaltung mit einem Mikrocontroller (PIC18FXXXX), einigen LEDs und einem 1-mA-Piezosummer. Die Eingangsspannung beträgt ca. 24 VDC. Nach einer Minute Überhitzung des Spannungsreglers verbrennt sich mein Finger, wenn ich ihn länger als eine Sekunde dort belasse. Innerhalb weniger Minuten fängt es an zu riechen, als wäre es verbrannt. Ist das ein normales Verhalten für diesen Regler? Was könnte dazu führen, dass es so heiß wird?

Andere in dieser Schaltung verwendete Komponenten:

L1: BNX002-01 EMI-Filter

R2: Varistor

F1: Sicherung 0154004.DR

Fazit: DU BRAUCHST JETZT EIN HEATSINK !!!!! :-)
[und auch ein Vorwiderstand würde nicht schaden :-)]

Gut gestellte Frage Ihre Frage wird gut gestellt - viel besser als gewöhnlich.
Der Schaltplan und die Referenzen werden geschätzt.
Dies macht es viel einfacher, beim ersten Mal eine gute Antwort zu geben.
Hoffentlich ist das einer ... :-)

Es macht leider Sinn: Das Verhalten wird voll und ganz erwartet.
Sie überlasten den Regler thermisch.
Sie müssen einen Kühlkörper hinzufügen, wenn Sie ihn auf diese Weise verwenden möchten.
Sie würden sehr davon profitieren, wenn Sie genau verstehen würden, was passiert.

Leistung = Volt x Strom.

Für einen Linearregler Gesamtleistung = Leistung in Last + Leistung im Regler.

Regler V _Abfall = V _in - V _Last
Hier V _Abfall des Reglers = 24-5 = 19V.

Hier Einspeisung = 24V x I _Last
Einspeisung = 5V x I _Last
Einspeisung des Reglers = (24V-5V) x I _Last .

Bei 100 mA Laststrom leitet der Regler
V _drop x I _load (24-5) x 0,1 A = 19 x 0,1 = 1,9 Watt ab.

Wie heiß ?: Seite 2 des Datenblattes besagt, dass der Wärmewiderstand von der Verbindungsstelle zur Umgebung (= Luft) 50 Grad C pro Watt beträgt. Dies bedeutet, dass Sie für jedes Watt, das Sie verbrauchen, einen Anstieg von 50 Grad Celsius erhalten. Bei 100 mA hätten Sie eine Verlustleistung von ca. 2 Watt oder einen Anstieg von ca. 2 x 50 = 100 ° C. Wasser würde glücklich auf dem IC kochen.

Das heißeste, was die meisten Menschen langfristig halten können, ist 55 ° C. Dein ist heißer als das. Sie haben es nicht erwähnt, kochendes Wasser (Nassfinger-Brutzeltest). Nehmen wir an, Sie haben eine Gehäusetemperatur von ~ ~ 80 ° C. Nehmen wir eine Lufttemperatur von 20 ° C an (weil es einfach ist - ein paar Grad in beide Richtungen machen keinen Unterschied.

T _rise = T _case - T _ambient = 80–20 = 60 ° C. Verlustleistung = T _Anstieg / R _th = 60/50 ~ = 1,2 Watt.

Bei 19 V fällt 1,2 W = 1,2 / 19 A = 0,0632 A oder etwa 60 mA.

dh wenn Sie ungefähr 50 mA ziehen, erhalten Sie eine Gehäusetemperatur im Bereich von 70 ° C - 80 ° C.

Sie benötigen einen Kühlkörper .

Behebung: Das Datenblatt auf Seite 2 besagt, dass R _thj-case = Wärmewiderstand von Verbindungsstelle zu Gehäuse 5 C / W = 10% der Verbindungsstelle zur Luft beträgt.

Wenn Sie beispielsweise einen 10 C / W-Kühlkörper verwenden, ist die Summe R _th R _{_jc} + R _{c_amb} (fügen Sie die Verbindung zu Fall zu Fall zu Luft hinzu).
= 5 + 10 = 15 ° C / Watt.
Für 50 mA erhalten Sie 0,050 A x 19 V = 0,95 W oder einen Anstieg von 15 ° C / Watt x 0,95 ~ = 14 ° C.

Selbst bei einem Anstieg von beispielsweise 20 ° C und einer Umgebungstemperatur von 25 V erhalten Sie eine Kühlkörpertemperatur von 20 + 25 = 45 ° C.
Der Kühlkörper ist heiß, aber Sie können ihn ohne (zu große) Schmerzen halten.

Die Hitze schlagen:

Wie oben beträgt die Wärmeabgabe in einem Linearregler in dieser Situation 1,9 Watt pro 100 mA oder 19 Watt bei 1A. Das ist viel Hitze. Um die Temperatur bei 1A unter der Temperatur des kochenden Wassers (100 ° C) zu halten, wenn die Umgebungstemperatur 25 ° C betrug, benötigen Sie einen Gesamtwärmewiderstand von nicht mehr als (100 ° C - 25 ° C) / 19 Watt = 3,9 C / W. Da der Übergang zu Fall Rthjc bei 5 C / W bereits größer als 3,9 ist, kann der Übergang unter diesen Bedingungen nicht unter 100 ° C gehalten werden. Die Verbindung zum Gehäuse allein bei 19 V und 1 A führt zu einem Anstieg von 19 V × 1 A × 5 C / W = 95 ° C. Obwohl der IC für Temperaturen bis zu 150 ° C ausgelegt ist, ist dies für die Zuverlässigkeit nicht gut und sollte nach Möglichkeit vermieden werden. Nur als Übung müsste der externe Kühlkörper (150-95) C / 19W = 2,9 C / W betragen, um ihn im obigen Fall NUR unter 150 ° C zu bringen. Das' s erreichbar, ist aber ein größerer Kühlkörper, als Sie hoffentlich verwenden würden. Eine Alternative besteht darin, den Energieverbrauch und damit den Temperaturanstieg zu reduzieren.

Die Möglichkeiten zur Reduzierung der Wärmeabgabe im Regler sind:

(1) Verwenden Sie einen Schaltregler wie die NatSemi Simple Switchers-Serie. Ein Leistungsschaltregler mit nur 70% Wirkungsgrad reduziert die Wärmeabgabe drastisch, da nur 2 Watt im Regler abgeführt werden!
dh Energie in = 7,1 Watt. Energieverbrauch = 70% = 5 Watt. Strom bei 5 Watt bei 5V = 1A.

Eine weitere Option ist ein vorgefertigter Drop-In-Ersatz für einen Regler mit drei Anschlüssen. Das folgende Bild und der folgende Link stammen aus dem Teil, auf den in einem Kommentar von Jay Kominek verwiesen wird . OKI-78SR 1,5A, 5V Austausch des Schaltreglers für einen LM7805 . 7V - 36V in.

Bei 36 V Eingangsspannung und 5 V Ausgangsspannung beträgt der Wirkungsgrad von 1,5 A 80%. Bei Pout = 5 V × 1,5 A = 7,5 W = 80% beträgt die im Regler verbrauchte Leistung 20% ​​/ 80% × 7,5 W = 1,9 Watt. Sehr erträglich. Es ist kein Kühlkörper erforderlich und es können 1,5 A bei 85 ° C bereitgestellt werden. [[Errata: Es wurde nur bemerkt, dass die Kurve unten 3,3 V beträgt. Der 5-V-Teil schafft 85% bei 1,5 A, ist also besser als die oben genannten.]]

(2) Reduzieren Sie die Spannung

(3) Verringern Sie den Strom

(4) Leiten Sie etwas Energie außerhalb des Reglers ab.

Option 1 ist technisch die beste. Wenn dies nicht akzeptabel ist und 2 & 3 behoben sind, wird Option 4 benötigt.

Das einfachste und (wahrscheinlich beste) externe Ableitungssystem ist ein Widerstand. Ein Reihen-Leistungswiderstand, der von 24 V auf eine Spannung abfällt, die der Regler bei maximalem Strom akzeptiert, wird die Arbeit gut machen. Beachten Sie, dass Sie einen Filterkondensator am Eingang des Reglers benötigen, da der Widerstand die Versorgung hochohmig macht. Sagen wir etwa 0,33 uF, mehr tut nicht weh. Eine 1 uF Keramik sollte reichen. Auch eine größere Kappe wie ein 10 bis 100 uF Aluminium-Elektrolyt sollte gut sein.

Angenommen, Vin = 24 V. Vregulator in min = 8 V (Headroom / Dropout. Datenblatt überprüfen. Ausgewählte Ausrichtung sagt 8 V bei <1A.) Iin = 1 A.

Erforderlicher Abfall bei 1A = 24 - 8 = 16V. Sagen Sie 15V, um "sicher" zu sein.
R = V / I = 15/1 = 15 Ohm. Leistung = I ² * R = 1 x 15 = 15 Watt.
Ein 20 Watt Widerstand wäre marginal.
Ein 25W + Widerstand wäre besser.

Hier ist ein 25W 15R Widerstand zum Preis von $ 3.30 / 1 auf Lager, bleifrei mit Datenblatt hier . Beachten Sie, dass dies auch einen Kühlkörper benötigt !!! Sie können kostenlose Luftwiderstände bis zu 100 Watt kaufen. Was Sie verwenden, ist Ihre Wahl, aber dies würde gut funktionieren. Beachten Sie, dass es mit 25 Watt für den gewerblichen Einsatz oder mit 20 Watt für den militärischen Einsatz ausgelegt ist. Eine andere Option ist eine geeignete Länge des Widerstandskabels, das ordnungsgemäß montiert ist. Es ist wahrscheinlich, dass ein Widerstandshersteller dies bereits besser macht als Sie.

Mit dieser Anordnung:
Gesamtleistung = 24 W
Widerstandsleistung = 15 Watt
Lastleistung = 5 Watt
Reglerleistung = 3 Watt

Der Anstieg des Reglerübergangs beträgt 5 C / W x 3 = 15 ° C über dem Fall. Sie müssen einen Kühlkörper bereitstellen, um Regler und Kühlkörper zufrieden zu stellen, aber das ist jetzt "nur noch eine Frage der Technik".

Beispiele für Kühlkörper:

21 Grad C (oder K) pro Watt

7,8 C / W

Digikey - viele Beispiele für Kühlkörper, einschließlich dieses 5,3 C / W-Kühlkörpers

2,5 C / W

0,48 C / W !!!
119 mm breit x 300 mm lang x 65 mm hoch.
1 Fuß lang x 4,7 "breit x 2,6" groß

Guter Artikel zur Auswahl von Kühlkörpern

Erzwungene Konvektion erwärmt den Wärmewiderstand

Reduzierung der Verlustleistung des Linearreglers mit einem Serieneingangswiderstand:

Wie oben erwähnt, kann die Verwendung eines Vorwiderstands zum Abfallen der Spannung vor einem linearen Regler die Verlustleistung im Regler stark reduzieren. Während die Kühlung eines Reglers normalerweise Kühlkörper erfordert, können luftgekühlte Widerstände kostengünstig bezogen werden, die in der Lage sind, 10 oder mehr Watt ohne Kühlkörper zu verbrauchen. Es ist normalerweise keine gute Idee, Probleme mit hohen Eingangsspannungen auf diese Weise zu lösen, aber es kann seinen Platz haben.

Im folgenden Beispiel wird eine 5-V-Ausgangsversorgung 1A des LM317 mit 12 V betrieben. Durch Hinzufügen eines Widerstands kann die Verlustleistung im LM317 unter ungünstigsten Umständen mehr als halbiert werden, indem ein billiger, luftgekühlter, drahtmontierter Serieneingangswiderstand hinzugefügt wird.

Der LM317 benötigt 2 bis 2,5 V Headroom bei niedrigeren Strömen oder etwa 2,75 V unter extremen Last- und Temperaturbedingungen. (Siehe Abb. 3 im Datenblatt , - unten kopiert).

LM317 Headroom oder Dropout-Spannung

Rin muss so bemessen sein, dass es keine übermäßige Spannung abfällt, wenn V_12V am Minimum ist. Vdropout ist der ungünstigste Fall für die Bedingungen, und der Abfall der seriellen Diode und die Ausgangsspannung sind zulässig.

Die Spannung am Widerstand muss immer kleiner als = sein

• Minimum Vin

• weniger Maximaler Vdiode-Abfall

• weniger Worst-Case-Dropout situationsrelevant

• weniger Ausgangsspannung

Also Rin <= (v_12 - Vd - 2,75 - 5) / Imax.

Für 12V Minimum Vin und sagen Sie 0,8V Diodenabfall und sagen Sie 1 Ampere aus, das ist
(12-0,8-2,75-5) / 1
= 3,45 / 1
= 3R45
= sagen Sie 3R3.

Leistung in R = I ^ 2R = 3,3 W, so dass ein Teil von 5 W geringfügig akzeptabel und 10 W besser wären.

Die Verlustleistung im LM317 sinkt von> 6 Watt auf <3 Watt.

Ein exzellentes Beispiel für einen geeigneten luftgekühlten Drahtwiderstand ist ein Mitglied dieser gut spezifizierten Yageo-Familie von Drahtwiderständen mit einer Nennleistung von 2 W bis 40 W luftgekühlt. Ein 10-Watt-Gerät ist bei Digikey für 0,63 USD / 1 auf Lager.

Widerstandstemperaturen und Temperaturanstieg:

Schön zu haben sind diese beiden Grafiken aus dem obigen Datenblatt, mit denen sich reale Ergebnisse abschätzen lassen.

Die linke Grafik zeigt, dass ein 10-Watt-Widerstand, der mit 3W3 = 33% seiner Leistung betrieben wird, eine zulässige Umgebungstemperatur von bis zu 150 ° C hat (tatsächlich etwa 180 ° C, wenn Sie den Arbeitspunkt in der Grafik darstellen, der Hersteller jedoch 150 ° C max. Angibt) erlaubt.

Das zweite Diagramm zeigt, dass der Temperaturanstieg für einen 10-W-Widerstand, der mit 3W3 betrieben wird, etwa 100 ° C über der Umgebungstemperatur liegt. Ein 5-W-Widerstand derselben Familie würde bei 66% der Nennleistung betrieben und einen Temperaturanstieg von 140 ° C über der Umgebungstemperatur aufweisen. (Ein 40W hätte ca. 75C Anstieg, aber 2 x 10W = unter 50C und 10 x 2W nur ​​ca. 25C !!!

Der abnehmende Temperaturanstieg mit zunehmender Anzahl von Widerständen mit jeweils gleicher kombinierter Wattleistung hängt vermutlich mit der Wirkung des "Quadratwürfelgesetzes" zusammen, da mit zunehmender Größe weniger Kühlfläche pro Volumen vorhanden ist.

http://www.yageo.com/documents/recent/Leaded-R_SQP-NSP_2011.pdf

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Hinzugefügt August 2015 - Fallstudie:

Jemand hat die vernünftige Frage gestellt:

Ist eine Erklärung für die relativ hohe kapazitive Belastung (220 µF) nicht wahrscheinlicher? ZB dadurch, dass der Regler instabil wird, Schwingungen, die eine große Wärmeabgabe im Regler verursachen. Im Datenblatt haben alle Stromkreise für den Normalbetrieb nur einen 100-nF-Kondensator am Ausgang.

Ich habe in Kommentaren geantwortet, diese können jedoch zu gegebener Zeit gelöscht werden. Dies ist eine sinnvolle Ergänzung des Themas. Hier sind also die Kommentare, die in der Antwort bearbeitet wurden.

In einigen Fällen ist die Oszillation und Instabilität des Reglers sicherlich ein Problem, aber in diesem Fall und bei vielen, die es mögen, ist der wahrscheinlichste Grund eine übermäßige Verlustleistung.

Die 78xxx-Familie ist sehr alt und älter als die modernen Low-Dropout-Regler und die seriengetriebenen (LM317-Typ). Die 78xxx-Familie ist in Bezug auf Cout im Wesentlichen bedingungslos stabil. Sie benötigen in der Tat keine für einen ordnungsgemäßen Betrieb, und die oft gezeigten 0,1 uF dienen dazu, ein Reservoir bereitzustellen, um eine zusätzliche Stoß- oder Spike-Handhabung zu ermöglichen.
In einigen verwandten Datenblättern heißt es tatsächlich, dass Cout "unbegrenzt erhöht" werden kann, aber ich sehe hier keinen solchen Hinweis - aber es gibt (wie zu erwarten) auch keinen Hinweis auf eine Instabilität bei hohem Cout. In Abb. 33 auf Seite 31 des Datenblattes wird die Verwendung einer Sperrdiode zum "Schutz vor" Lasten mit hoher Kapazität "gezeigt - dh Kondensatoren, deren Energie hoch genug ist, um Schäden zu verursachen, wenn sie in den Ausgang entladen werden - dh weit über 0,1 uF .

Verlustleistung : Bei 24 V und 5 V verbraucht der Regler 19 mW pro mA. Rthja ist 50C / W für das TO220-Paket, sodass Sie einen Anstieg von ca. 1C pro mA Strom erhalten.
Bei einer Verlustleistung von beispielsweise 1 Watt in 20 ° C Umgebungsluft würde das Gehäuse bei etwa 65 ° C liegen (und könnte je nach Ausrichtung und Position des Gehäuses höher sein). 65 ° C liegen etwas über der Untergrenze der "Burn my finger" -Temperatur.
Bei 19 mW / mA wären 50 mA erforderlich, um 1 Watt zu verbrauchen. Die tatsächliche Last im angegebenen Beispiel ist unbekannt - er zeigt eine Anzeige-LED bei ca. 8 oder 9 mA (wenn rot) plus eine Last des verwendeten internen Stroms des Reglers (unter 10 mA) + "PIC18FXXXX), einige LEDs ... "Diese Summe kann je nach PIC - Schaltung 50 mA erreichen oder überschreiten oder kann viel geringer sein. |

Insgesamt gegebene Reglerfamilie, Differenzspannung, tatsächliche Kühlungsunsicherheit, Tambientenunsicherheit, C / W-typische Zahl und mehr, es scheint, als sei die bloße Verlustleistung ein vernünftiger Grund für das, was er in diesem Fall sieht - und für das, was viele Leute, die Linearregler verwenden, in erleben werden ähnliche Fälle. Es besteht die Möglichkeit, dass es aus weniger offensichtlichen Gründen instabil ist, und solche sollten niemals ohne guten Grund abgelehnt werden, aber ich würde mit der Dissipation beginnen.

In diesem Fall würde ein serieller Eingangswiderstand (z. B. 5 W bei Luftkühlung) einen Großteil der Verlustleistung in eine Komponente leiten, die besser dafür geeignet ist.
Und / oder ein bescheidener Kühlkörper sollte Wunder wirken.

$\times$$\mu$

$P = 19V \times 80mA = 1.5W$

$R_{THJ-AMB}$

$T_{J} = T_{AMB} + 1.5W \times 50°C/W = 30°C + 75°C = 105°C$

Dies ist die Sperrschichttemperatur, aber die Packung ist nur einige Grad weniger heiß ( = 5 ° C / W). Dies ist offensichtlich zu heiß zum Anfassen; Faustregel (kein Wortspiel beabsichtigt) ist, dass es bei 60 ° C zu heiß wird, um es zu berühren. $R_{THJ-CASE}$

Das erklärt es also. Während die Werte theoretisch noch sicher sind, kann es sein, dass Sie etwas mehr Verlust haben unsere Werte sind etwas konservativ , so dass der verbrannte Geruch erklärt werden kann. $-$$-$

Was kann dagegen getan werden?

Verwenden Sie einen Umschalter (SMPS). Das ist die schönste Lösung. Umschalter haben einen hohen Wirkungsgrad, für die Nennspannungen möglicherweise über 85%, so dass die Verlustleistung viel geringer ist. Für die geschätzte Last beträgt sie weit weniger als 100 mW. Die heutigen Umschalter sind einfach zu bedienen, müssen jedoch bei der Auswahl der Komponenten und beim Layout der Leiterplatte beachtet werden. Diese sind wichtig für die Effizienz, das Layout der Platine ist auch für die Strahlung wichtig. Dies ist ein fertiges Modul, auf das sich Jay und auch Russell bezogen haben, aber hier verglichen mit der Größe eines TO-220:

Dieses Modul ist für 10 USD erhältlich, es lohnt sich also wahrscheinlich nicht, ein eigenes zu würfeln.

Andere Lösung: Verwenden Sie einen Kühlkörper , vorzugsweise keinen kleinen Clip, mit ausreichend Wärmeleitpaste, um einen ordnungsgemäßen Wärmekontakt zu gewährleisten. Dieser hat einen Wärmewiderstand von 3,1 ° C / W (gegenüber 50 ° C / W!) Und kann bei einem Temperaturanstieg von 60 ° C 9W abgeben.

Lösung 3: Verwenden Sie eine niedrigere Eingangsspannung . Kann keine Option sein.

Lösung 4: Verteilen Sie die Verlustleistung auf mehrere Komponenten. Sie können auch Kaskadenregler verwenden, z. B. einen LM7815 zwischen 24 V und L78S05. Dann beträgt die Spannungsdifferenz von 19 V 9 V für den 7815 und 10 V für den 78S05, so dass die Hälfte der Verlustleistung pro Gerät entsteht. Ein weiterer Vorteil ist, dass Sie eine viel bessere Leitungsregelung erhalten, wenn dies wichtig ist.

Ein letzter Hinweis: Ihr Atemregler ist eine spezielle Version, die 2A-fähig ist, während der übliche 7805 1A liefern kann. Wenn Sie vorhaben, die volle 2A zu nutzen, würde ich den Umschalter ernsthaft in Betracht ziehen.

edit
Russell hat in seiner Antwort auf den Vorwiderstand hingewiesen, und es ist in der Tat auch eine praktikable Option, obwohl ich es nicht bevorzuge. Ich werde in meiner Schlussfolgerung unten erklären, warum nicht.
Ich möchte etwas über die Verlustleistung für diese Lösung hinzufügen, beginnend mit Russells 15 Widerstand. $\Omega$

P = V I, und wenn es wenig Strom gibt, hält dieser Faktor in der Gleichung die Verlustleistung im Regler niedrig, aber auch wenn der Strom hoch ist, ist der Spannungsabfall über dem Widerstand hoch, so dass ein kleinerer Spannungsabfall über dem Spannungsregler verbleibt Regler, auch eine geringe Verlustleistung geben. Zwischen diesen beiden ist die Verlustleistung höher. $\times$

Es kann nachgewiesen werden, dass die Verlustleistung im Regler maximal ist, wenn sie gleich der Verlustleistung im Widerstand ist, so dass

$I^2 \times 15\Omega = (24V - V_R - 5V) \times I$

oder

$I \times 15\Omega = 19V - I \times 15\Omega$

deshalb

$I = 0.633A$

das stimmt mit dem überein, was wir in der Grafik sehen. Die Verlustleistung sowohl im Widerstand als auch im Regler beträgt dann

$P = I^2 \times R = 0.633A^2 \times 15\Omega = 6W!$

Fazit: Auch bei einem Vorwiderstand kann die Verlustleistung im Regler hoch sein und wir sehen, dass sie bei 0,63A höher ist als bei 1A! Es ist wichtig, den Widerstandswert in Abhängigkeit von den erwarteten Stromanforderungen zu wählen.
Die Stromverteilung ist bei beiden Geräten gleich und unabhängig vom Strom, wenn Sie einen zweiten Regler anstelle eines Widerstands verwenden. Deshalb mag ich die Widerstandslösung nicht so gern.

Der Spannungsabfall und keine Wärmesenke verursachen eine erhebliche Verlustleistung. Das Datenblatt gibt einen Wärmewiderstand von 50C / W Tja ohne Kühlkörper an.

Ein grobes Beispiel: Angenommen, Sie verwenden 100 mA: (24-5) * 0,1 = 1,9 W

1,9 * 50 = ~ 95 Grad über der Umgebungstemperatur, so dass die Gesamttemperatur bei ca. 115 ° C liegt.

Sie können Verbesserungen vornehmen, indem Sie entweder einen Kühlkörper hinzufügen, die Eingangsspannung verringern oder den Strom in Ihrem Stromkreis verringern. Oder Sie können einen Schaltregler verwenden. Eine detaillierte Erläuterung der linearen Regelung und der thermischen Überlegungen finden Sie hier: Digital Designer's Guide to Linear Voltage Regulators and Thermal Management

Ist das ein normales Verhalten für diesen Regler?

Ja.

Was könnte dazu führen, dass es so heiß wird?

Die Wärme wird durch den Spannungsabfall am Regler und den durch ihn fließenden Strom verursacht. Verlustleistung, Pd = (24V-5V) * Iout.

Der Wirkungsgrad des Reglers beträgt Vout / Vin = 5/24 = 0,21 oder 21%. Mit anderen Worten, für jedes Watt Leistung werden 5 Watt Leistung benötigt, und diese Differenz wird im Regler abgeführt.

Absenken der Eingangsspannung würde dies helfen.

Linearregler sind der "schnelle und schmutzige" Weg, dies zu tun. Funktioniert und ist billig und effektiv. Sie arbeiten, indem sie überschüssigen Strom als Wärme abgeben, hier keine aktive Umwandlung. 5v von 24v zu bekommen ist ein großer Tropfen, es ist kein Wunder, dass es dich verbrennt. Meine beste Vorgehensweise besteht darin, auf eine niedrigere Spannungsversorgung umzuschalten, z. B. 12 V oder noch besser 9 V, um Verluste zu minimieren. (Heck, ich würde sogar gezwungen sein, nur 5 V zu verwenden und auf den Regler insgesamt zu verzichten.) Andere Dinge, wie andere vorgeschlagen haben, sind: Hinzufügen eines Kühlkörpers, eines Reihenwiderstands oder Wechseln zu einem schaltenden (aktiven) Regler.

Dies war eine großartige Diskussion. Ich dachte, es könnte hilfreich sein, einen einfachen und kostenlosen Online-Simulations- "Prüfstand" zu haben, auf dem Sie Datenblattparameter für Ihren speziellen Linearregler eingeben können, und der Ihnen den stationären Zustand und sogar vorübergehende Betriebstemperaturen anzeigt. Diese Parameter umfassen die Ausgangsspannung, die thermischen Eigenschaften (z. B. rthj_case) sowie die Eingangsspannungsbedingungen.

Hier ist ein Link zum " Linear Regulator Temperature Finder ". Sie müssen nur eine Kopie des Entwurfs erstellen und dann alle Änderungen vornehmen, um sie an Ihr bestimmtes Gerät und Ihre Schaltung anzupassen.