Cálculo básico de disipadores de calor

Cacho, estoy tratando de calcular que disipador debo poner en un amplificador que estoy armando, un TDA7294 (mono) y no encuentro la RJA (Resistencia Térmica Juntura-Ambiente/Aire, Thermal Resistence Case-Ambient o Case-Air, Rja)
Este es el DataSheet, me ayudarias a saber cual es este dato? Mil Gracias desde ya.
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/a/0scgel8exqr094jlw9qfjx9qjc3y.pdf
Edit: en un grafico del Data se ve que en 8 Ohms alimentado con (en mi caso) -+39V, disipa 40w, esto esta bien? o estoy leyendo mal?

Saludos
 
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Cacho, estoy tratando de calcular que disipador debo poner en un amplificador que estoy armando, un TDA7294 (mono) y no encuentro la RJA (Resistencia Térmica Juntura-Ambiente/Aire, Thermal Resistence Case-Ambient o Case-Air, Rja)

Para que querés ese valor si no lo podés usar sin disipador?
Tenés la resistencia térmica juntura-capsula (Rthj-c) que vale 1.5 ºC/W y eso es todo lo que te hace falta para calcular el disipador a usar...
 
Para que querés ese valor si no lo podés usar sin disipador?
Tenés la resistencia térmica juntura-capsula (Rthj-c) que vale 1.5 ºC/W y eso es todo lo que te hace falta para calcular el disipador a usar...

Tenes toda la razon. Habia entendido mal el consepto, eso me pasa por no leer de una punta a la otra la explicacion de Cacho, Gracias Ezavalla

Ahora tengo una duda, la potencia disipada es de 44W? nose si es estoy leyendo bien el datasheet, de ser asi, la resistencia termica del disipador (segun mis calculos) deberia ser de 1.34ºC/W, me parecio algo exagerado, en la primer pagina, hay un calculo que hizo cacho, de 2 integrados de estos, y la resistencia termica es de 2.5ºC/W, en que me he equivocado??
El calculo que hice fue: (Tj-Tamb)/Pdis-Rjc
(150-25)/44W-1.5
(125/44)-1.5
2.84-1.5=1.34ºC/W

Otra cosa, la resistencia termica del disipador es inversamente proporcional con el tamaño?
(Aclaro porque nose si formule bien la pregunta) Hoy estuve viendo un disipador ZD7 x 5cm. En la pagina que da cacho en el primer post, dice que la resistencia termica de este disipador es de 2.60ºC/W para 75mm, y el que consigo yo es de 50mm.
Yo puedo decir que si: 75mm--------2.60ºC/W
50mm---------X= (75mm*2.60ºC/W) / 50mm= 3.9ºC/W

Esto esta bien? Si esta mal, como calculo la resistencia de ese disipador?

Muchas Gracias desde ya
 
Ahora tengo una duda, la potencia disipada es de 44W? nose si es estoy leyendo bien el datasheet, de ser asi, la resistencia termica del disipador (segun mis calculos) deberia ser de 1.34ºC/W, me parecio algo exagerado, en la primer pagina, hay un calculo que hizo cacho, de 2 integrados de estos, y la resistencia termica es de 2.5ºC/W, en que me he equivocado??
El calculo que hice fue: (Tj-Tamb)/Pdis-Rjc
(150-25)/44W-1.5
(125/44)-1.5
2.84-1.5=1.34ºC/W

Para saber la potencia disipada por el chip, tenés que analizar las figuras 13 y/o 14 del datasheet, que te dan ese valor vs. la potencia de salida, para diferentes impedancias de carga.
De todas formas, ese es el caso mas extremadamente desfavorable, por que la música NUNCA aplica esa potencia de forma permanente, así que si tomás la mitad o un cuarto de ese valor....ya estás sobrado y podés ahorrate unos pesos....claro que todo depende de para que lo vayas a usar.
En la ecuación que usaste te falta la resistencia térmica cápsula-disipador, que anda sobre 0.35 a 0.5ºC/W para los aisladores de mica con grasa siliconada. SI no los ponés, está bien la formula usada.

Otra cosa, la resistencia termica del disipador es inversamente proporcional con el tamaño?
(Aclaro porque nose si formule bien la pregunta) Hoy estuve viendo un disipador ZD7 x 5cm. En la pagina que da cacho en el primer post, dice que la resistencia termica de este disipador es de 2.60ºC/W para 75mm, y el que consigo yo es de 50mm.
Yo puedo decir que si: 75mm--------2.60ºC/W
50mm---------X= (75mm*2.60ºC/W) / 50mm= 3.9ºC/W

Esto esta bien? Si esta mal, como calculo la resistencia de ese disipador?

Sip...es lo mejor que se puede hacer sin mas datos.
 
Ezavalla, teniendo en cuenta que solo voy a utilizar 80W de los 100W, y que ademas el amplificador va a ir filtrado en la entrada, para solo amplificar frecuencia media, voy a tomar como Pdis=20W
Tj-Tamb)/Pdis-Rjc-Rmica
(150-25)/20W-1.5-0.5
(125/22)-1.5-0.5
6.25-1.5-0.5= 4.25ºC/W
Creo que con el disipador que nombre antes, el ZD7 x 5cm deberia andar bien (que intuicion! pense que ese iba a ir bien jeje)

Si ven algun error por favor avisen! Ademas si creen que el Pdis es poco, tambien avisen!

Muchas Gracias Ezavalla por la ayuda y Gracias a Cacho tambien que hizo el tutorial!
Saludos
 
Creo que con el disipador que nombre antes, el ZD7 x 5cm deberia andar bien (que intuicion! pense que ese iba a ir bien jeje)

Por que no buscás algo como el ZD-21 o el ZD-14 o el ZD-27?
Son mas sencillos de montar, no necesariamente mas caros y te aseguro que se consiguen en San Juan ;), en ese negocio de la calle Córdoba.
Por ejemplo, el ZD-14 viene de 10x10cm y de 10x5cm. EL primero vale como $38 y el segundo $18....mas o menos...puede haber variado.

Vos verás...
 
Buenas,

Estoy calculando un valor de disipador para un amplificador con un TDA2003 y me gustaria que opinarais sobre si estoy haciendo bien los calculos.
Datos del datasheet del TDA2003:
Tj = 150ºC
Tamb = 65ºC (Teniendo en cuenta que el ampli lo utilizare en la playa a una temperatura de unos 35-40ºC le sumo 25ºC de seguridad y de ahi ese numero)
Pdis = 7W (Imagino que los amplificadores integrados marcan sus W como Wrms)
Rjc = 3ºC/W
Rmica = 0 (No utilizare mica)
El calculo que he hecho:
Rda < (150ºC - 65ºC) / 7W - 3ºC/W
Rda < 85ºC / 7W - 3ºC/W
Rda < 12,14ºC/W - 3ºC/W
Rda < 9,14ºC/W

La temperatura maxima no sé a que temperatura ponerla ya que en el datasheet no dice nada del power derating.

¿Tendra sufiente el integrado con un disipador de 9ºC/W si lo utilizo en temperaturas ambiente elevadas?

Gracias.
Saludos.
 
Pdis = 7W (Imagino que los amplificadores integrados marcan sus W como Wrms)
Ojo que esa es la potencia total que entrega el integrado, no la que tenés que disipar.

Rmica = 0 (No utilizare mica)...
Pero no puede ser 0 nunca por más que no uses mica. Ahí tendrías una transferencia perfecta de calor. En Rmica está incluida la resistencia térmica que hay entre la lengüeta y el disipador.
A efectos prácticos (en este caso) podés despreciar este numerito poque los otros son bastante más grandes, pero tené presente que ese 0 es inalcanzable.

¿Tendra sufiente el integrado con un disipador de 9ºC/W si lo utilizo en temperaturas ambiente elevadas?
Te dejo el datasheet del TDA2003. Mirá las figuras 11 (quizá la 12 también) y 14.
Después me contás vos si alcanza o no ;)


Saludos
 

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  • TDA2003.PDF
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Ojo que esa es la potencia total que entrega el integrado, no la que tenés que disipar.
Vale, ahi he metido la pata. La verdad es que las graficas me cuesta leerlas y por lo que he entendido, el integrado disipa 3,5W cuando tiene en la salida 6W,¿no?
Esos 3,5W de disipacion (Si es que no me equivoco) tengo que dividirlos por el factor power derating? Me refiero al numerito con el que se saca la Pdis teniendo en cuenta la diferencia de dB en la musica.
Pero no puede ser 0 nunca por más que no uses mica. Ahí tendrías una transferencia perfecta de calor. En Rmica está incluida la resistencia térmica que hay entre la lengüeta y el disipador.
A efectos prácticos (en este caso) podés despreciar este numerito poque los otros son bastante más grandes, pero tené presente que ese 0 es inalcanzable.
Ahhh, ok. Entonces la mica no tiene ninguna funcion termica, es solo para aislar.. (Pensaba que tenia alguna funcion es cuanto a la transferencia de calor)
Aunque en este caso no haga falta prefiero ponerlo para ir recordando la formula completa.
Digamos ¿que si pongo mica cogo el valor mas grande de la franja de valores que diste (Entre 1ºC/W y 3ºC/W si no recuerdo mal) y si no pongo la mica, el valor mas pequeño?
Te dejo el datasheet del TDA2003. Mirá las figuras 11 (quizá la 12 también) y 14.
Después me contás vos si alcanza o no ;)
Creo que se pasa el resultado que obtuve. Por lo que entiendo a una tempertaura ambiente de entre 0 y 75ºC, entregando 6W el integrado, el maximo de potencia disipada es de 10ºC/W, asi que si yo calcule un disipador de 9,14ºC/W ¿se supone que nunca llegara a esa temperatura porque si lo hace se quemaria?

Resumen, mañana recalculo teniendo en cuenta esto.

Gracias Cacho.
Saludos.
 
...el integrado disipa 3,5W cuando tiene en la salida 6W,¿no?
Un poco menos. Fijate en la figura 11.
Ahí tenés en líneas punteadas la eficiencia y en línea continua la potencia disipada. En las abscisas (eje X) tenés la potencia de salida. Ahí buscás los 6W y ves que disipa cerca de 2,5W y tiene una eficiencia de alrededor del 70% el amplicito este.
A menor potencia la disipación se mantiene en el orden de 2,5 a 3,1 o 3,2W. Tomar 3,5W como Pdis es una movida que hasta deja cierto margen.

Si tomás una eficiencia del 70% para la salida de 6W, entonces la potencia a disipar está en los 2,5-2,6W
Esos 3,5W de disipacion (Si es que no me equivoco) tengo que dividirlos por el factor power derating? Me refiero al numerito con el que se saca la Pdis teniendo en cuenta la diferencia de dB en la musica.
Eso no es el Power Derating (PD), sino el Rango Dinámico (RD) de la música. El PD te juega en contra, mientras que el RD juega a tu favor ;)
Con el dato de la potencia a disipar (los 3,5W de los que hablábamos antes) entrá a la figura 14. Ahí interpolá los valores y verás que andás por los 18/20ºC/W para disipar esa potencia con una temperatura ambiente de poco menos de 70ºC.
Si usás un disipador con una resistencia térmica menor a esa ya estás seguro.
Ahhh, ok. Entonces la mica no tiene ninguna funcion termica, es solo para aislar..
Exacto: Es aislante eléctrico. Lo malo es que también aísla el calor (eso es preferible antes que tener un corto grande como una casa).
Lo que sí, ponele grasa siliconada. Eso ayuda a transferir calor.
¿que si pongo mica cogo el valor mas grande de la franja de valores que diste (Entre 1ºC/W y 3ºC/W si no recuerdo mal) y si no pongo la mica, el valor mas pequeño?
No llegan a 1ºC/W esas resistencias y es frecuente que ronden la mitad de ese valor. Si no usás un aislante es probable que la resistencia térmica en esa unión sea suficientemente baja como para despreciarla sin ningún problema. De poner la mica, con 1ºC/W alcanza en general para hacer la cuenta y con 1,5ºC/W vas sobrado.
Creo que se pasa el resultado que obtuve. Por lo que entiendo a una tempertaura ambiente de entre 0 y 75ºC, entregando 6W el integrado, el maximo de potencia disipada es de 10ºC/W, asi que si yo calcule un disipador de 9,14ºC/W ¿se supone que nunca llegara a esa temperatura porque si lo hace se quemaria?
Algo así, sólo reordená las palabras: Con un disipador que tenga una resistencia térmica de 10ºC/W y una temperatura ambiente de 75ºC, podés disipar una potencia de 6W. Y eso es cerca del doble de lo que necesitás.


Saludos
 
Un poco menos. Fijate en la figura 11.
Ups, es verdad, es a unos 3Wout cuando se disipan esos 3W aproxs.
Eso no es el Power Derating (PD), sino el Rango Dinámico (RD) de la música. El PD te juega en contra, mientras que el RD juega a tu favor ;)
Si ahora divido 3,5W entre el factro RD va a quedar super pequeño la Pdis. Si no recuerdo mal normalmente se utiliza una RD de 6, asi que quedaria Pdis como 0,5W, por lo que en la formula del caculo del disipador quedara un numero que sera el doble de la diferencia de temperaturas, es decir que el resultado final rondara los 165ºC/W, un valor demasiado grande..
Con el dato de la potencia a disipar (los 3,5W de los que hablábamos antes) entrá a la figura 14. Ahí interpolá los valores y verás que andás por los 18/20ºC/W para disipar esa potencia con una temperatura ambiente de poco menos de 70ºC.
¿Como has interpretado esos 18/20ºC/W? No encuentro ninguna relacion con la linea de 10ºC/W y la de 30.. quiero decir que no veo que valor representa cada linea horizontal.
Lo que sí, ponele grasa siliconada. Eso ayuda a transferir calor.
Si, eso ando utilizandolo. Utilizo la pasta blanca que se ponen en los microprocesadores de ordenador. ¿La grasa siliconada es lo mismo? No estaria mal encontrar una alternativa a esta pasta de la que yo hablo porque por lo menos aqui es bastante cara y ya he gastado casi toda en hacer pruebas.
No llegan a 1ºC/W esas resistencias y es frecuente que ronden la mitad de ese valor. Si no usás un aislante es probable que la resistencia térmica en esa unión sea suficientemente baja como para despreciarla sin ningún problema. De poner la mica, con 1ºC/W alcanza en general para hacer la cuenta y con 1,5ºC/W vas sobrado.
Auqnue sea despreciable no quiero malacostumbrarme en los calculos, asi que la utilizare siempre con un valor muy bajo.

Voy a rehacer los calculos y los vuelvo a poner aqui. Haber si mejoran esos numeros :D
Graciaaas.
Saludos!!
Edito:
Los nuevos calculos.
Rda < (150 - 65) / 3,5W - 3ºC/W - 0,5ºC/W
Rda < 85 / 3,5W -3ºC/W - 0,5ºC/W
Rda < 24,28 - 3 - 0,5
Rda < 20,78ºC/W

Ahora si me da la resistencia termica que me comentabas antes, asi que supongo que no tengo que utililar el RD.
 
Última edición:
Si ahora divido 3,5W entre el factro RD va a quedar super pequeño la Pdis. Si no recuerdo mal normalmente se utiliza una RD de 6...
Lo del RD tiene que ver con que un ampli disipa más o menos potencia según la amplitud de la onda de salida. Si la mayor parte del tiempo la salida es baja y hay algunos picos (un RD grande), entonces la potencia que constantemente disipan los transistores (esta es la que calienta el disipador) será baja. De ahí sale esa división.
Usar un 6 en el denominador equivale a esperar un RD de más de 6dB y menos de 9dB. Bastante conservador.

En cambio, en este bichito la disipación es un poco distinta. Fijate que sin importar la potencia de salida, la disipación se mantiene en el orden de los 3W. Para eso sirve el gráfico ese.
¿Como has interpretado esos 18/20ºC/W? No encuentro ninguna relacion con la linea de 10ºC/W y la de 30.. quiero decir que no veo que valor representa cada linea horizontal.
Cada línea de esas representa un disipador (mejor dicho, cuánta potencia podés disipar con cada uno de ellos y que la cosa siga andando bien). La de más abajo, uno de 30ºC/W, la siguiente uno de 10ºC/W y la de más arriba corresponde a un disipador infinito.
La relación podemos decir que es lineal, así que si entrás con los 3/3,5W que tendrás de disipación (entrás por el eje Y) ves que caés entre los 10 y los 30ºC/W. Estimando un poquito saqué ese valor.
¿La grasa siliconada es lo mismo? No estaria mal encontrar una alternativa...porque por lo menos aqui es bastante cara...
No es algo tan caro (no sé en España), ni es necesario usar mucha.
Por otro lado, la que yo digo es esa "cosa" blanca común y correinte. En los procesadores se suele usar un compuesto más caro (tiene plata y algunas otras cosillas) y con mejores características. No hace mal usarlo acá, pero no es necesario. En Argentina cuesta algo de 10/12 pesos (unos 2 Euros) una jeringa de 10cc.


Saludos
 
Lo del RD tiene que ver con que un ampli disipa más o menos potencia según la amplitud de la onda de salida. Si la mayor parte del tiempo la salida es baja y hay algunos picos (un RD grande), entonces la potencia que constantemente disipan los transistores (esta es la que calienta el disipador) será baja. De ahí sale esa división.
Usar un 6 en el denominador equivale a esperar un RD de más de 6dB y menos de 9dB. Bastante conservador.
¿Pero no hay ningun valor que sirva para poder escuchar todo tipo de musica y mantener al ampli trabajando a una temperatura correcta? Escucho casi de todo...
Cuando dices que se espera un rango dinamico de mas de 6dB y menos de 9dB, ¿como sabes que es menos de 9dB? ¿Por lo que leí en un mensaje tuyo que decia que en una subida de 3dB significa el doble de potencia?
En los procesadores se suele usar un compuesto más caro (tiene plata y algunas otras cosillas) y con mejores características.
Yo tengo de ese. Lo compre para ponerselo a un microprocesador y lo he utilizado para el integrado este, pero sabiendo que hay algo mas barato, ire de compras en cuanto pueda.

Gracias de nuevo.
Saludos.
 
¿Pero no hay ningun valor que sirva para poder escuchar todo tipo de musica y mantener al ampli trabajando a una temperatura correcta? Escucho casi de todo...
Claro que sí. Simplemente no hay que dividir la potencia calculada por ningún factor (eso equivale a un rango dinámico de 0dB) o dividirlo por 2 (3dB de rango). El problema es que da unos disipadores enormes y no van ni siquiera a entibiarse.

La división por 6 (unos 8dB de RD) da un buen compromiso entre rango dinámico y tamaño del disipador, además de respetar bastante los RD normales de la música. No es demasiado frecuente encontrar menos de 6dB (la música se pone demasiado pesada, en serio) y sólo podría encontrarse en las manos de DJ Compresor (un chimpancé con equipos de audio) o en algunos estilos puntuales (y muy aturdidores) de música electrónica.

Cuando dices que se espera un rango dinamico de mas de 6dB y menos de 9dB, ¿como sabes que es menos de 9dB? ¿Por lo que leí en un mensaje tuyo que decia que en una subida de 3dB significa el doble de potencia?
3dB de RD => Dividimos por 2
6dB => X/4
9dB => X/8
12dB => X/16
Digo yo... ¿qué relación hay entre el RD de la música y la potencia a disipar?
Calculo que en cuenta te contestes eso entendés el porqué de estos números que se te están escapando.

Y sí: 3dB de diferencia equivalen a duplicar la potencia.

Saludos
 
Leí el post mas de dos veces y todavía no entiendo bien el cálculo...
Voy a leerlo mas veces, a ver si se me va la niebla de la mente...

Saludos.
PD: Cacho, se nota, palpito, siento tu presencia en el foro cada vez que estás on-line... jejeje "La bienvenida. Deja tu mensaje de presentación"...
 
Digo yo... ¿qué relación hay entre el RD de la música y la potencia a disipar?
Por los numeros que has dado mas arriba en tu ultimo mensaje deduzco que a mas dB de rango dinamico menos potencia se disipa. Gracias por la explicacion, ya lo tengo claro.

Haber si me puedes ayudar con otro asunto. Tengo un disipador de un microprocesador de ordenador y quiero cortarlo en varios trozos pero no se de que tamaño. La cosa es que el excel que dio un compañero en este mismo post no aparece la formula con la que se saca el resultado final, y por mucho que busco por google no encuentro ninguna formula con la que pueda calcular el tamaño del disipador para que me de ciertos ºC/W. Lo cierto es que lo facil seria confiar en el valor que te dan las calculadoras, pero me interesa saber cual es la formula que utilizan estas calculadoras.

Gracias.
Saludos.
 
Método práctico:

Vas a http://sound.westhost.com/heatsink.zip, abrís la planilla que descargás y ponés los datos de tu disipador. Teniendo la total (asumo un disipador simétrico) la disipación de cada fracción será inversamente proporcional a la relación entre su superfice y la del disipador entero multiplicado por la total.
Por ejemplo, 10cm² de disipador tienen una resistencia térmica de 15ºC/W. Si lo partimos al medio tendremos 5cm y 30ºC/W. Si lo partimos en 4, tenemos 2,5cm² y 60ºC/W y así sucesivamente.

Fórmulas para calcular la RT de un disipador... Sólo hay aproximadas. No sé cuál usen en cada calculador ni conozco muchas que digamos, así que lo mejor que puedo recomendarte es que uses la planilla de Excel.
Quizá alguien tenga algún método mejor y lo publique, pero lo que es yo...


@Tavo: lo único que necesitás para entender el asunto es convencerte de que es algo simple. El calor pasa de A a B, de B a C y así hasta el ambiente. Los números vienen después de entender el proceso ese y se usan sólo para cuantizarlo.

Saludos
 
amplificador tda 2040 puentiado
V=24
Imax= 24/8ohm = 3A esto seria por rama del trafo es decir qUE seria 3A por rama mi trafo tiene 5A 2.5 por rama
Ppdis= 12v x 3A = 36w
Pdis=Ppdis/8 = 4.5 (ahi qUE dividirlo por 8 ?)
Ta= 50ºC (ahi qUE ponerle 50 C)
Rmica=2ºC (2 C?)

Rjc = 3 c/w es ese ?
Tj = 150ºC
Tj = (ajustada por el Power Derating) ? bueno quisiera saver si lso datos estan bien y los datos qUE no tengo como seria ?
 
Última edición por un moderador:
Veo que seguís escribiendo como si estuvieras en un chat...
No sabés las ganas que me dan de contestar tu post viendo eso. Y más dándome cuenta de que no leíste el hilo...

Y... ¿Con qué tensión estás alimentando los integrados? No soportan +-24V ni por asomo. Supongo que serán +-12V. Con ese dato entrás al datasheet por donde ya se ha comentado en este hilo, sacás los datos que ya hemos comentado en este mismo hilo y tenés el cálculo casi para la calculadora.
La única diferencia (esto es lo único que no hemos comentado acá) es que como están en puente debés considerar una impedancia de carga de la mitad de lo que sean tus parlantes. Si usás 8 Ohm, tomás 4 Ohm, si fueran 4, tomás 2 y así...

Saludos
 
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