TO-92 ยังไม่ร้อนพอ

ฉันควบคุมพัดลม DC โดย AVR MCU และฉันอยากรู้เกี่ยวกับลักษณะความร้อนของทรานซิสเตอร์2N3904 NPN ที่พัดลมเชื่อมต่ออยู่

เมื่ออ่านแผ่นข้อมูลของทรานซิสเตอร์ฉันพบค่าต่อไปนี้:

R_{θ J - A} = 200^{\circ} C/W

$R_{\theta J-A} = 200\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

R_{θ J - C} = 83.3^{\circ} C/W

$R_{\theta J-C} = 83.3\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

ฉันคาดหวังความต้านทานความร้อนระหว่างสภาพแวดล้อมและกรณีเป็น:

R_{θ ค - A} = R_{θ J - A} - R_{θ J - ค} = 116.7^{\circ} C / W

$R_{\theta C-A} = R_{\theta J-A} - R_{\theta J-C} = 116.7\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

นั่นคือฉันคาดว่ากรณีนี้จะเพิ่มขึ้นเหนืออุณหภูมิแวดล้อมสำหรับพลังงานทุกวัตต์ที่ใส่ผ่านทรานซิสเตอร์ $116.7\text{ }^{\circ}\text{C/W}$

ตอนนี้การอ่านแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของพัดลมด้วยมัลติมิเตอร์ของฉันเช่นเดียวกับกระแสที่พัดลมกำลังกิน:

V = 11.45 V

$V = 11.45\text{ V}$

A = 73 mA

$A = 73\text{ mA}$

ตอนนี้ฉันคำนวณอุณหภูมิของกรณีฉันควรคาดหวัง:

P = V \times A = 0.83 W

$P = V \times A = 0.83\text{ W}$

T_{ค} = T_{A} + P \times R_{θ ค - A} = 18 + 0.83 \times 116.7 = 114.86^{\circ} ค

$T_C = T_A + P \times R_{\theta C-A} = 18 + 0.83 \times 116.7 = 114.86\text{ }^{\circ}\text{C}$

หลังจากที่พัดลมทำงานเป็นเวลา 5+ นาทีฉันก็จะสัมผัสทรานซิสเตอร์และล้มเหลวในการทำให้นิ้วไหม้ อุณหภูมิของเคสอาจจะสูงกว่าบรรยากาศเล็กน้อย แต่ไม่อบอุ่นพอที่ฉันจะรู้สึกถึงความรู้สึกร้อนแรงในมือของฉัน

ที่ไหนสักแห่งในสายฉันทำผิดพลาดอย่างใหญ่หลวงในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการออกแบบการระบายความร้อน ผมทำอะไรผิดหรือเปล่า?

transistors thermal power-dissipation

— Nikola Malešević
แหล่งที่มา

งานที่ดีสร้างคำถามที่สอดคล้องกันและแสดงงานของคุณ

— Matt Young

^ + 1 แต่ฉันไม่เข้าใจเหตุผลของคุณสำหรับการต้านทานความร้อน กำลังงานจะลดลงที่จุดเชื่อมต่อและคุณกำลังวัดค่าในกรณีนี้ดังนั้นคุณควรใช้ค่า R_j-c ในการคำนวณของคุณ กรณีความร้อนขึ้น 83.3C ต่อวัตต์กระจายไปในทางแยก

— vofa

แม้ว่าจะไม่เกี่ยวข้องกับคำถามของคุณ FYI แผนภาพการเดินสายแสดงให้เห็นว่ามีข้อกำหนดที่ขาดหายไปสำหรับการดำเนินงาน ATmega ที่เชื่อถือได้เช่นการเชื่อมต่อขาดหายไปถึงขา 20 (แม้ว่าจะไม่ใช้ ADC) ควรใช้การเชื่อมต่อทั้ง Gnd) ตัวเก็บประจุแยกส่วนที่ขาดหายไปใกล้กับ MCU ฯลฯ รายละเอียดที่ขาดหายไปทั้งหมดอาจทำให้การทำงานไม่น่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น ๆ เช่นข้อกำหนด GPIO ปัจจุบันสำหรับอ่าง / แหล่งภายนอกเสียงบนรางไฟฟ้าขาเข้า ฯลฯ เป็นต้น อ่านเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของ MCU และการวิจัย "breadboard Arduino" สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

A V_{C C}

$\small AV_{CC}$

— SamGibson

@vofa R_j-c จะให้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางแยกกับเคส ในขณะที่มีประโยชน์มันไม่ใช่สิ่งที่ฉันสามารถวัดด้วยนิ้วของฉัน สิ่งที่ฉันกำลังทำคือพยายามทำนายความแตกต่างระหว่างเคสและบรรยากาศและมันตรงกับโลกแห่งความจริงเมื่อคำนวณพลังงานที่ใช้โดยทรานซิสเตอร์อย่างถูกต้อง

— Nikola Malešević

@ SamGibson ตัวเลขด้านบนนั้นง่ายมาก จริง ๆ แล้วฉันใช้ ATmega32 กับเซ็นเซอร์อุณหภูมิสองสามแฟนพัดลมการสื่อสารแบบอนุกรม ฯลฯ แต่ทั้งหมดนี้จะทำให้เกิดเสียงดังในคำถามนี้ ฉันมีตัวถอดรหัสดีคัพอยู่แล้วรวมถึงการตัดสัญญาณรบกวนแบบอะนาล็อก ขอบคุณสำหรับความคิดเห็นแม้ว่า

— Nikola Malešević

0.83 W คือกำลังที่เข้าสู่พัดลมไม่ใช่ทรานซิสเตอร์

กำลังงานที่สูญเสียไปโดยทรานซิสเตอร์นั้นเป็นค่าปัจจุบันเท่ากัน แต่คูณด้วยแรงดันไฟฟ้าจาก C ถึง E ซึ่งอาจจะเป็นไปตามลำดับของ 200-300 mV เมื่ออิ่มตัว นั่นจะทำให้ทรานซิสเตอร์กระจายตัวประมาณ 15-20 มิลลิวัตต์ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของคุณเพิ่มขึ้นเพียงไม่กี่องศา

— เดฟทวีด
แหล่งที่มา

นั่นทำให้รู้สึกขอบคุณ ฉันวัดแรงดันไฟฟ้าที่ 170 mV ระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1.45 องศาเซลเซียสจับความรู้สึกบนนิ้วของฉัน Splendid! เสียงที่เหลืออยู่ของฉันมีเหตุผลหรือไม่?

— Nikola Malešević

เอาล่ะถึงจุดหนึ่ง ใช่มันสามารถเพิ่มและลบความต้านทานความร้อนในลักษณะนั้นได้ อย่างไรก็ตามโปรดจำไว้ว่าค่าความต้านทาน "case to ambient" นั้นได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสิ่งต่าง ๆ เช่นการสัมผัสเคสด้วยนิ้วของคุณหรือแม้แต่ว่าคุณหายใจเข้าไปมากแค่ไหนดังนั้นการพยายามทำนายอุณหภูมิที่สูงขึ้นนั้นจะเป็นอย่างไร อาจมีข้อผิดพลาดทุกชนิด

— Dave Tweed