Calentamiento del 7805 por flip-flops

[ikeritu]

Estoy haciendo un circuito en el cual utilizo un 7805 para alimentar un procesador y unos displays.

He testeado el circuito probando las diferentes partes por separado y todas funcionan perfecto excepto los displays.

En cuanto conecto un solo display con flip-flop al circuito de corriente el 7805 se empieza a calentar de manera excesiva y muy rapido. He probado con disipadores y no es problema de cortocircuitos.... cual puede ser el problema???

 

[miguelus]

Buenos días ikeritu

La potencia disipada por el 7805 será la diferencia entre la tensión de entrada al Regulador y la salida (5V) multiplicada por la corriente a través del regulador.

¿Qué tensión tienes de entrada al Regulador?

Con toda seguridad necesitarás poner un generoso disipador en el Regulador, ten en cuenta que los Dispays a Led suelen consumir bastante.

En tu caso, tienes dos Displays de 7 segmentos, si mantienes los 14 segmentos encendidos tendrás un consumo de 14 x 20mA. lo que da un consumo en tu circuito de 280mA mínimo . Hay que tener en cuenta la tensión de entrada al Regulador, suponiendo de que sea de 10VCC la disipación será superior a 1,3Vatios.

Sal U2

 

[ikeritu]

Gracias por tu respuesta,

Lo cierto es que tengo 5 displays. La tension de entrada son de 12Vcc

 

[miguelus]

Buenos días de nuevo ikeritu

Pues peor me lo pones, con cinco Displays la disipación del 7805 se dispara, has construído una pequeña estufa .

Intenta poner un 7805 en encapsulado TO3... LM7805K con un generoso disipador.

Sal U2

 

[ikeritu]

Muchas gracias, lo voy a mirar

 

[jcristhian_1]

El calentamiento que tienes se explica de la siguiente forma:
Pdisipada_7805=(ventrada-vsalida)*corriente
como alimentas el circuito con 12v, ventrada-vsalida=7V
Suponiendo que tu consumo es de 150mA
La potencia seria =1.05Watt
el incremento de temperatura que produce una potencia dada , para el encapsulado to-220
K=62.5°C/W

es decir que por cada watt que disipe el 7805 (sin disipador) este elevara su temperatura en 62.5°

entonces tu incremento de temperatura seria de:
delta_T=65°


Para reducir la disipación en el 7805, debes disminuir la diferencia entre la tensión de entrada y la salida de 5v, te aconsejo que alimentes el circuito con 7.5 o 9V, también podrías poner una resistencia entre la entrada de 12v y la entrada del 7805, para que disipe parte de la potencia, esta la puedes calcular en base al consumo de corriente de tu circuito.

Por otra parte, si no necesitas mucho brillo en los leds, puedes aumentar el valor de la resistencia limitadora a los leds del display, ten en cuenta además que los ls ttl no pueden entregar mucha corriente, así que se podrían malograr.

Con esto disminuyes la potencia y los requerimientos de disipador.

 

[sabela]

Ikeritu, si podes facilitarnos el circuito completo de tu regulador, y los componentes en un diagrama;
como dice el compi miguelus, calcula la i max cunsumida de todos los componantes conectados en la 7805, siendo que este te entrega 1A

 

[sabela]

Bueno, cristian por un lado tienen razón, si no le colocas un pequeño disipador al regulador, se te va la temperatura a las nubes, lo peor es tener lo maximo de consumo 1A x los 7V -----7W, con un disipador tendrias unos 35w, que por cierto es bastante ( esto es si consumes 1A).
Te paso un link donde puedes calcular el disipador adecuado, mas o menos:

http://www.lcardaba.com/articles/heatsinks/heatsinks.htm

 

[ikeritu]

Tengo puesto un disipador pero no es muy grande asi que se calienta igual, el 7805 que uso tiene un encapsulado TO-220. Estaba mirando usar un TO3 con algun disipador.

Adjunto el esquematico

 

[jcristhian_1]

amigo, es incorrecta la forma como conectas el 74ls373 y el display, con esto lo quemaras, el 74ls373 solo puede entregar máximo 2 ma para una salida de estado alto.
Puede absorber 20ma en estado bajo, pero para eso deberías usar display de ánodo común y conectar el común a 5V, además debes usar la respectiva resistencia limitadora, si haces todo adecuadamente, no creo que necesites usar el 7805 en encapsulado to-3, ya que las especificaciones del encapsulado to-220 bastan y sobran para lo que pretendes hacer.

Si llegas a requerir disipador este no seria tan voluminoso, puedes leer el pdf que recomendó el amigo sabela, para que tengas idea sobre el calor y la potencia.

 

[ikeritu]

amigo, es incorrecta la forma como conectas el 74ls373 y el display, con esto lo quemaras, el 74ls373 solo puede entregar máximo 2 ma para una salida de estado alto.
Puede absorber 20ma en estado bajo, pero para eso deberías usar display de ánodo común y conectar el común a 5V, además debes usar la respectiva resistencia limitadora, si haces todo adecuadamente, no creo que necesites usar el 7805 en encapsulado to-3, ya que las especificaciones del encapsulado to-220 bastan y sobran para lo que pretendes hacer.

Si llegas a requerir disipador este no seria tan voluminoso, puedes leer el pdf que recomendó el amigo sabela, para que tengas idea sobre el calor y la potencia.

Muchas gracias

Cuando te refieres a usar resistencia limitadora, te refieres a poner resistencias entre cada salida del 74ls373 y el display??? o te refieres a poner una resistencia entre el VCC y la patilla COM del display?

 

[MrCarlos]

Hola ikeritu

La forma, digamos, correcta de conectar un Display de 7 segmentos a un circuito integrado es como se mira en la imagen adjunta.

En tu caso, utilizas Display de cátodo común. Los segmentos encenderán con un nivel alto en sus segmentos.
Por lo tanto el 74LS373 no te serviría para manejar esos Display’s pues generalmente, estos, requieren de entre 10 a 20mA. Por segmento Y el 74LS373, como menciona, jcristhian_1, solo puede manejar 2mA en nivel alto.

Te recomienda, el mismo jcristhian_1, que utilices Display’s de ánodo común, con lo que se requeriría aplicarles un nivel bajo, a los segmentos, para que enciendan. En nivel bajo, el 74LS373 puede manejar hasta 20mA, según jcristhian_1.
Tendrías que cambiar tu programa(Código); en este caso.

Como puedes ver, se requiere conocer las características eléctricas de los Display’s que estás utilizando para poder determinar el valor de las resistencias limitadoras de corriente.
Se requiere una resistencia para cada segmento de cada Display.
Y tambien poder saber si te sirve el 74LS373 para manejar esos Display’s.

Una vez sabiendo esas características eléctricas de los Display’s podríamos saber si el 7805 se calienta por exceso de disipación de potencia.

Haciendo un poco de cálculos podemos ver, en la imagen adjunta, que el ISIS de Proteus tiene definidas las características eléctricas de sus Display’s así:
VF = 1.5 Volts.
IF 0 10mA.
Quiere decir que cuando por un segmento circula una corriente de 10mA. Hay una caída de voltaje de 1.5 Volts.
Si los polarizas con 5V sobran 3.5V (5–1.5=3.5); estos volts deben caer en la resistencia limitadora.
Como por ella circulan 10mA, También, entonces el valor de la resistencia limitadora sería 3.5/0.010=350 Ohms.

El peor de los casos, para el 7805, es cuando encienden todos los segmentos de todos los Display’s porque:
10mA por segmento por 7 segmentos por 5 Display’s, serían 350mA más la corriente que demanden todos los circuitos integrados que tengas en tu diseño.

Así que qué características eléctricas tienen los Display’s que estás utilizando en la realidad ??

Nota que por las imperfección del simulador ISIS de Proteus el medidor de corriente no nos está indicando 10mA. Como debería.

saludos
a sus ordenes

 

[ikeritu]

Me encuentro en China, por lo que los displays que puedo comprar por la calle no tienen ni referencia ni mucho menos me pueden proporcionar datasheet. Pero más o menos son estandares por lo que consumiran lo mismo que los del ISIS.

He estado haciendo pruebas en una protoboard y funcionar funciona correctamente. El unico problema que tenia era el calentamiento del 7805. Entre las patillas del display y del 74ls373 no tengo ninguna resistencia y luce perfecto. ¿Es necesario ponerlas?, lo digo porque tengo 5 displays x 7 patillas serían 35 resistencias que me complicarian bastante la PCB ya que quiero que sea pequeña.

No se podría solucionar el problema simplemente cambiando los displays?

Gracias por la ayuda

 

[MrCarlos]

Hola ikeritu

Haz un experimento:
Mide, físicamente, la corriente que circula por uno de los segmentos.
Si la suma de la corriente de todos los segmentos de todos los Display’s excede la que puede proporcionar el 7805, entonces por eso se caliente.
Si NO es así, entonces tienes otro problema en circuito del ProtoBoard.

saludos
a sus ordenes

 

[juliangp]

La disipacion de 1.05w aumentará la temperatura 65 grados por sobre la ambiete, osea que con eso (si tenes 25 grados en tu habitación) tendrás unos lindos 90 grados

 

[ikeritu]

Utilizando dos 7805, uno para el circuito y otro para los displays no soluciona el problema?? la Vin del 7805 es de 12V y el consumo de los displays ronda los 0.7A

 

[juliangp]

si la vin del 7805 es de 12v, se le restan los 5v de salida y son 12-5=7v de caída multiplicados por el consumo en amperes (0.7a) nos da 4.9w de disipación que multiplicados a su vez por los watts por grado (62.5°) nos da 306.25+t. ambiente= (suponiendo unos 25 grados) 331,25 grados te levantaría el chip, lo que es imposible ya que máximo soporta 125 grados. Dejá un 7805 solo y ponele un disipador de esos pentium 3 con ventiladorsito y tendría que funcionar de 10

 

[jcristhian_1]

hola ikeritu.

-Coloca resistencias de manera que limites el consumo de cada display a unos 4 o 5 ma por segmento, con esto y suponiendo todos los segmentos encendidos, deberías consumir 5ma/segmento*7segmentos*5display=175ma+ el consumo propio del resto del circuito, que es bastante menor, la resistencia debería ser de unos 600 ohms, verifica que con esta resistencia cada segmento tiene buena visibilidad.
-Reduce la tensión de alimentación, lo puedes hacer colocando un regulador de 9V, o poniendo una resistencia entre el regulador de 12v y la entrada del 7805, si colocas una resistencia entre el regulador de 12v y la entrada del 7805 debería rondar mas o menos los 22ohm y de 1watt.
si haces lo anterior calculo que tu nueva disipación de potencia seria de aprox. 0.7watt, con lo que la temperatura se elevaría unos 44°C, que esta en un valor muy aceptable, y si aun así quieres colocarle disipador , pues lo pones pero ya no seria del todo necesario

 

[Gudino Roberto duberlin]

Amigo ikeritu, puedes solucionar el inconveniente de consumo, gobernando el comun de cada display, con un secuenciador (por ejem. 4017). De esta manera creas un barrido en alta velocidad, lo que hara que solo un display se encuentre encendido por vez. Si dices que tienes 5 display, pues aplicando esa tecnica tendras solo 1/5 de consumo.