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20/09/2007 #21


Hola de nuevo.

Electroaficionado, no me altero en absoluto y tampoco me molesta hacer aclaratorias. Considero que los foros son para debatir ideas y, con ellas, llegar a soluciones prácticas y útiles, sin dependencia del tema que se esté tratando.

Les garantizo que todo eso del calor generado en los componentes, tiene solución. Los disipadores son elementos pasivos y los ventiladores o FANs, en inglés, son elementos activos para el intercambio de calor.

Ahora, como verás, el calor se genera por efecto de lo que se ha definido como "resistencia térmica" R th y la cual, está constituida por la dificultad de transferir el calor desde un generador hasta un elemento que lo consuma por efecto de la "Conducción", que es una de las formas de transferir calor. Todo cálculo relacionado con el fenómeno es exactamente igual al empleado para las resistencias eléctricas. Todo impedimento a la transferencia de calor hace que resulte sumado a cualquier otro impedimento. Y toda facilidad de disipación, también se suma, por separado.

Así que, si observamos las magnitudes relacionadas con la R thj-case [ R = resistencia; th = thermal (térmica); j = junction (unión); case = caja (se refieren al conjunto del soporte metálico + el envoltorio de epoxi que cierra el componente)], veremos que, el conjunto de la caja o cápsula, no es capaz de disipar todo el calor generado por la potencia que fluye a través de la unión Colector/Emisor de un componente dado y que, cada vatio de esa potencia que no puede ser disipada rápidamente genera, en ese punto y, para el IC LM317, 3 ºC (del datasheet: R thj-case = 3 ºC/W). Como el ambiente que rodea al componente, también presenta una resistencia a la conducción del calor y, además, tiene su propio calor ( T amb = Temperatura ambiente. En laboratorios se fija a 20 ºC), vemos que todas esas resistencias térmicas se suman - tal como las resistencias en serie: R thj-case + R th-amb + T amb = R thj = 50 ºC/w.

Ahora, cuando instalamos un componente sobre un disipador, sucede lo mismo que con las resistencias en configuración paralelo. La R th final resultará ser el inverso de la suma de los inversos de las R th involucradas.

Ejemplo:
Supongamos que la R th del disipador es de 2 ºC/W, calculamos: 1 / [(1 / R thj-amb) + (1 / T th-diss)] = 1 / [(1 / 50) + (1 / 2) = 1,93 ºC/w.

Si generamos 30W, entonces: 30W X 1,93 ºC/W = 59,3 ºC.

Suena mejor ¿Verdad?

La R th de los componentes es determinada en laboratorio en forma experimental. La de los disipadores también y, cuando hay datos de ellos, ésta es indicada. De otra forma deberá uno mismo experimentar con ellos.

Saludos: mcrven
20/09/2007 #22


Gracias por las aclaraciones mcrven.
Al disipador uno lo pide según esas características, hay algun modo de determinar sus dimensiones o es por tanteo. Trate de buscar algun datasheet pero veo que cuando la convección no es forzada me dice por ej 56ºC@2W y cuando es forzada me dice 8ºC/W @ 200 LFM... Como se interpreta esto? Me podrias aproximar más o menos que tipo de disipador podría ser adecuado para disipar estos 30W más o menos?
Ah, y ademas te agradecería si me pudieses explicar que significa el concepto de Pd que aparece en los datasheets ((""Power Dissipation, 25°C Case Temperature ----- PD ----- 15 W"")).
Muchas gracias por tu ayuda.
20/09/2007 #23

Avatar de anthony123

Electroaficionado.... espera un momento.. ¿lo que quieres es ampliar el amperaje de la fuente? o la tensionde salida?
20/09/2007 #24


No quiero ampliar nada, quiero poder disipar toda la potencia que genere el uso normal de la fuente para que no se queme... Según estamos hablando esa potencia se va a traducir en una cantidad de calor importante y quiero saber de que tamaño habrá de ser mi disipador y si he de colocarle ventilación forzada.
Yo con un Ampere y entre -30 y +30 V estoy chocho jejeje...
20/09/2007 #25

Avatar de anthony123

Si tanto te preocupa el calor coloca 2 LM317en paralelo asi: [elimina los dos ultimos, los 4 son para 4,5 a 5 amp]

Luego le colocas un buen disipador.
Y si aun te preocupa el calor le colocas un cooler o ventilador de PC y estas hecho..
Saludos..
20/09/2007 #26


Primero quisiera ver el modo de hacer los cálculos y aprender como se debe resolver la situación, después es posible que de todos modos haga lo que me propones, pero es la primera fuente que armo asi que quiero aprovecharla para aprender todo lo que se pueda.
De hehco tengo el disipador de un AMD que paso a mejor vida gracias a los amigos de edenor... con todo y ventilador... asi que quizas le heche mano.
Gracias por los ocnsejos.
20/09/2007 #27


Siguiendo los pasos de éste link: ((http://personales.ya.com/lcardaba/ar.../heatsinks.htm)) traté de calcular la resistencia térmica del disipador para 30W... el tema es que me da negativa . ¿Esto que significa? ¿Que no se puede pedirle dicha potencia al componente?

Rda = [(k Tj - Ta) / w] - Rjc - Rcd

k es un coeficiente de seguridad que aconseja en 0.6
W es la potencia

Rda= [(0.6*125-25)/30] - 5 - 1.5
Rda=-4.83ºC/W
20/09/2007 #28


YO hice esa fuente... y le puse solamente 1 disipador en forma de U T0220 y anda lo mas bien...
20/09/2007 #29


¿Y has conseguido sacar la corriente máxima con el mínimo voltaje sin problemas?
20/09/2007 #30

Avatar de anthony123

Electoaficionado te se te nota el nerviosismo.. no te pares.. armala..
20/09/2007 #31


Hola electroaficionado y demás enrollados.

Voy a tratar de agregar unas fotos para luego aclarar puntos.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg hpim0768_01_211.jpg (412,8 KB (Kilobytes), 675 visitas)
Tipo de Archivo: jpg hpim0767_01_147.jpg (215,1 KB (Kilobytes), 474 visitas)
Tipo de Archivo: jpg hpim0766_01_185.jpg (313,0 KB (Kilobytes), 536 visitas)
20/09/2007 #32


Bueno explico lo de las fotos.

hpim0766-01.jpg representa una fuente que se produjo aquí en Venezuela, en cantidades de 600 pzas. Esta foto es del frente.

hpim0767-01.jpg, es la parte posterior de la misma fuente, en la cual se aprecia el TR de bypass.

hpim0768-01.jpg es la parte interior de la caja en la cual podrán ver los diversos componentes.

Ahora les pregunto: ¿Alguien puede ver el disipador?

Les cuento:

Fuente de poder para laboratorio de estudiantes

Marca DC, modelo FL-01

Voltaje de entrada: 120VAC - Consumo máximo: 80W
Voltaje de salida variable continuo desde 0 a 30VDC
Corriente de operación segura variable continua desde 16mA a 2,00A
Corriente de salida máxima en cortocircuito: 2,1A

Voltaje de la fuente primaria 39VDC.

Cuando el regulador de corriente está fijado al máximo (2A) y, se cortocircuitan las puntas de los bornes de salida, toda la corriente permitida en ese momento por el limitador y el protector (2,1A), circula a traves del TR bypass, a un potencial de 39 VDC en promedio.

Eso nos da: W = V*I = 39V X 2,1A = 82W

Ahora la respuesta a la pregunta anterior: Esos 82W en promedio son disipados por el chasis de aluminio que constituye la caja de la fuente, la cual está pintada con un esmalte sintético de baja Rth y que contribuye también a la disipación del calor.

La magnitud más importante de un disipador es su superficie y el calor específico del material con el cual está construido. El metal de menor calor específico es el cobre y no se utiliza en los disipadores debido a su alto costo.
Las aletas de los disipadores sirven para aumentar la superficie del disipador y para generan una corriente de aire ascendente para facilitar la conducción del calor irradiado.

Investiguen un poco al respecto, que hay mucho material disperso por ahí sobre este tema. Hay fórmulas y cálculos para determinar la selección "adecuada" de los disipadores. Las mías andan medio extraviadas y no recuerdo todos los detalles relacionados.

Electroaficionado: Utiliza tu valor negativo de Rth en la fórmula de las resistencias en paralelo y verás que la temperatura final tendrá mejor cara.

Se probó la resistencia de esta fuente dejándola con la salida en cortocircuito, durante dos semanas, sin interrupción, en un ambiente con temperatura promedio de 28 ºC y, la temperatura medida sobre la caja del TR bypass, después de una seis horas, alcanzó los 100 ºC y se mantuvo allí hasta concluida la prueba. Nada se dañó y, ese equipo aún funciona despues de 25 años y nunca fue reparado.

Stainlager, prueba tu fuente de esa forma y verás que no aguanta mucho. Mientras todo funcione normal y sin accidentes, funcionará. Pero... De que vuelan vuela. Recuerda la ley de Murphi: Todo lo que puede suceder, SUCEDERÁ.

Anthony parece que estará sobrado con ese disipador que le va a instalar a su fuente.

Saludos y cuidado... no se vayan a quemar.

mcrven

P.D. Elecectroaficionado, preguntas qué significa Pd = 15W @ Tamb 25 ºC.
Parece significar que la caja del LM permite disipar 15W cuando la temperatura del ambiente circundante esté en 25ºC. Te recuerdo que la temperatura ambiente forma parte del componente Rth: Rthj + Rth-case + Rth-amb. Si aumenta T amb aumenta Rth-amb y viceversa.
Particularmente dudo que eso sea real. Además, tengo un cautín de 15W que levanta 450 ºC rapidito.
20/09/2007 #33


Muy buen ejemplo mcrven, linda fuente por cierto.
Con respecto a la resistencia térmica negativa... no es asi como imposible? No vi ningun disipador con menos de 2,6 ºC/W en todo un catálogo...
Muchisimas gracias por tu tiempo y tu aporte.
20/09/2007 #34


Electro... Al final, la Rth resultante va a ser positiva.

mcrven
20/09/2007 #35

Avatar de anthony123

Amigos he probado la fuente con los 4 LM317T y me entraga los 5 amp sin problemas.. el unico desperfecto [elc aul corrgire gracias a la ayuda de steinlager] es que el control de la tension erea mala... pàra esto cambiare el potenciometro logaritmico por uno lineal a ver como me va.. las fotos (muchas) las publicare en el transcurso de mañana.. pruebenla..
21/09/2007 #36


Las resistencias de cuanto se le ponen? 0.5W? Sobran o hace falta mas?
Para ponerle un fusible que proteja al transformador a la entrada del todo, de cuanto seria?

PD: Agradezco su paciencia ya debo tenerlos podridos a todos... Creo que si no la llego a armar vienen y me pegan... jejeje
21/09/2007 #37


Hola mcrven y demas foreros:
¿Podrias indicar donde localizar el circuito de la fuente de alimentación con TR de bypass que has fotografiado?
Soy un principiante en esto de la electronica, de modo que espero sepais disculparme si hago preguntas "tontas".

Saludos a todos.
21/09/2007 #38


Andrés, ciertamente que sé donde está ese circuito. El diseño y la producción de esa fuente, es de mi autoría. Así está indicado en mi post anterior.

Te lo puedo suministrar en cuanto pueda localizar el archivo digital y lo posteo aquí mismo, así será de provecho colectivo.

Ahora, no te garantizo que puedas hacer mucho con él, debido a la gran cantidad de detalles constructivos necesarios para poner todo eso a punto y los cuales, no están descritos.

Por otra parte, en este mismo foro, amén que en otros foros también, hay montones de circuitos de fuentes de poder que utilizan transistores externos de bypass, para aumentar la capacidad de corriente de las mismas.

Electroaficionado, la mayoría de las R de los circuitos son de 1/4W, salvo indicaciones especiales y algunos shunt o, aquellas que deben ser recorridas por corrientes importantes.

Saludos: mcrven
21/09/2007 #39

Avatar de anthony123

Hola foristas... aui les dejo unas cuantas fotos de la construccion de mi fuente variable de 1,6 a 30 volt (Gracias encarecidamente a Jona y a Steinlager.. por su ayuda incondicional)

Los materiales..



La placa..


Montando los reguladores..




Untando la grasa siliconada..


Remachando el disipador..


Asegurandome de que losreguladores estubieran aislados..

Cortando la carcasa de una fuente de pc para hacer espacio para el PEQUEÑO disipador..


Limando...


Resultado final 1.. (ojo tengan cuidado,[el error me tomo por sorpresa, gracias a jona lo solucione] descarguen la hoja de datos del LM317T para que se aseguren de la posicion de sus pines)




Voltage maximo del primer resultado..

Reparando mi error.. aqui estoy cambiando la posicion de los pines..

Resultado 2...



Voltage minimo...

Voltage maximo...

Saludos.. espero que lo disfruten..
21/09/2007 #40


Muy buen trabajo!!! Yo no tengo muchas herramientas pero espero poder lograr algo lindo tambien...
Yo en cuanto saque unos examenes que tengo ahora me pongo a trabajar...
Una preguntita, el potenciometro para poner los reguladores en paralelo tuviste que cambiarlo por uno de cuanto?
Saludos

PD: ojo con laburar en patas... una vez se me desgrano una piedra en la moladora y las zapatillas me salvaron uno que otro dedo...
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