Calculadora Disipación de Potencia
Calcule disipación de calor y temperatura de unión para semiconductores. Determine requisitos de disipador y gestión térmica.
Calculadora
Cómo Usar Esta Calculadora
Esta calculadora de disipación de potencia le ayuda a determinar si su componente se sobrecalentará y si necesita un disipador de calor. Calcula la temperatura de unión basándose en la disipación de potencia y la resistencia térmica.
- Seleccione un Encapsulado — Inicio rápido con valores térmicos comunes
- Elija el Tipo de Componente — Regulador lineal, MOSFET, BJT o resistencia
- Ingrese Voltaje y Corriente — Según las condiciones de su circuito
- Configure Resistencias Térmicas — Del datasheet del componente (θJC, θJA)
- Active Disipador — Si usa uno, ingrese θCS y θSA del disipador
- Haga Clic en Calcular — Obtenga temperatura de unión y estado térmico
Teoría Térmica
El calor fluye desde la unión del semiconductor al aire ambiente a través de una serie de resistencias térmicas. Comprender esta ruta térmica es esencial para diseños confiables.
El Modelo Térmico
Piense en el flujo de calor como corriente eléctrica: la diferencia de temperatura es como voltaje, la potencia es como corriente, y la resistencia térmica es como resistencia eléctrica.
Fórmulas Clave
Cadena de Resistencia Térmica
- θJC (Unión-Cápsula): Interno al encapsulado, fijado por diseño
- θCS (Cápsula-Disipador): Material de interfaz (pasta térmica, pad)
- θSA (Disipador-Ambiente): Rendimiento del disipador en aire quieto
- θJA (Unión-Ambiente): Total sin disipador (del datasheet)
Comparación de Encapsulados
| Encapsulado | θJC (°C/W) | θJA (°C/W) | Potencia Máx.* |
|---|---|---|---|
| TO-220 | 1.5 | 62 | 2W (sin disipador) |
| TO-263 (D2PAK) | 2.0 | 40 | 3W (enfriado por PCB) |
| TO-252 (DPAK) | 3.0 | 50 | 2.5W (enfriado por PCB) |
| SOT-223 | 15 | 80 | 1.5W |
| SOT-23 | 50 | 200 | 0.5W |
| QFN (5x5) | 2 | 30 | 4W (con pad térmico) |
*Valores aproximados a 25°C ambiente con montaje típico en PCB
Selección de Disipador
¿Cuándo Necesita un Disipador?
- La temperatura de unión excede el 80% de la especificación máxima
- La disipación de potencia excede la capacidad del encapsulado
- Ambiente con alta temperatura
- Operación continua a alta potencia
Tipos de Disipadores
| Tipo | Rango θSA | Mejor Para |
|---|---|---|
| Clip-on (aletas pequeñas) | 20-40 °C/W | 1-3W, SOT-223 |
| Aluminio extruido | 5-15 °C/W | 5-20W, TO-220 |
| Aletas grandes | 1-5 °C/W | 20-50W |
| Con ventilador | 0.5-2 °C/W | 50W+ |
Materiales de Interfaz Térmica
La interfaz entre componente y disipador añade resistencia térmica (θCS):
- Pasta térmica: 0.1-0.5 °C/W (mejor rendimiento)
- Pad térmico: 0.5-2.0 °C/W (conveniente, opciones aislantes)
- Mica + pasta: 0.5-1.0 °C/W (aislamiento eléctrico)
- Montaje seco: 1-3 °C/W (no recomendado)
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es un margen de temperatura seguro?
Apunte a al menos 20-30°C por debajo de la temperatura máxima de unión. Esto considera variaciones de temperatura ambiente y envejecimiento del componente. Un margen de 50°C proporciona excelente confiabilidad para aplicaciones críticas.
¿Por qué mi regulador lineal está tan caliente?
Los reguladores lineales disipan potencia proporcional a la caída de voltaje por corriente. Un regulador de 12V a 5V a 500mA disipa (12-5) × 0.5 = 3.5W, lo cual es significativo. Considere un regulador conmutado para grandes caídas de voltaje o altas corrientes.
¿Cómo encuentro los valores de resistencia térmica?
Revise el datasheet del componente. Busque θJC (unión-cápsula) y θJA (unión-ambiente). θJA es útil para diseños sin disipador. Para cálculos con disipador, necesita θJC más la especificación θSA (disipador-ambiente) del disipador.
¿Ayuda el cobre del PCB con el enfriamiento?
Sí, significativamente. Áreas de cobre más grandes bajo y alrededor del componente reducen la resistencia térmica efectiva. Para encapsulados SMD con pads térmicos (D2PAK, QFN), el área de cobre adecuada es esencial. Use vías térmicas para distribuir calor a capas internas.
Verifique su Selección de Componentes
Después de calcular los valores de sus componentes, use Schemalyzer para verificar su diseño de esquemático. Nuestro análisis impulsado por IA detecta errores comunes y sugiere mejoras.
Pruebe la Revisión Gratuita