Calculateur Dissipation Puissance
Calculez la dissipation thermique et la température de jonction des semi-conducteurs. Déterminez les exigences du dissipateur et la gestion thermique.
Calculateur
Comment Utiliser Ce Calculateur
Ce calculateur de dissipation de puissance vous aide à déterminer si votre composant surchauffera et si vous avez besoin d'un dissipateur thermique. Il calcule la température de jonction en fonction de la dissipation de puissance et de la résistance thermique.
- Sélectionnez un Boîtier — Démarrage rapide avec des valeurs thermiques courantes
- Choisissez le Type de Composant — Régulateur linéaire, MOSFET, BJT ou résistance
- Entrez Tension et Courant — Selon les conditions de votre circuit
- Définissez les Résistances Thermiques — De la fiche technique (θJC, θJA)
- Activez le Dissipateur — Si utilisé, entrez θCS et θSA du dissipateur
- Cliquez sur Calculer — Obtenez la température de jonction et l'état thermique
Théorie Thermique
La chaleur s'écoule de la jonction du semi-conducteur vers l'air ambiant à travers une série de résistances thermiques. Comprendre ce chemin thermique est essentiel pour des conceptions fiables.
Le Modèle Thermique
Pensez au flux de chaleur comme un courant électrique : la différence de température est comme la tension, la puissance est comme le courant, et la résistance thermique est comme la résistance électrique.
Formules Clés
Chaîne de Résistance Thermique
- θJC (Jonction-Boîtier) : Interne au boîtier, fixé par conception
- θCS (Boîtier-Dissipateur) : Matériau d'interface (pâte thermique, pad)
- θSA (Dissipateur-Ambiant) : Performance du dissipateur en air calme
- θJA (Jonction-Ambiant) : Total sans dissipateur (de la fiche technique)
Comparaison des Boîtiers
| Boîtier | θJC (°C/W) | θJA (°C/W) | Puissance Max* |
|---|---|---|---|
| TO-220 | 1,5 | 62 | 2W (sans dissipateur) |
| TO-263 (D2PAK) | 2,0 | 40 | 3W (refroidi par PCB) |
| TO-252 (DPAK) | 3,0 | 50 | 2,5W (refroidi par PCB) |
| SOT-223 | 15 | 80 | 1,5W |
| SOT-23 | 50 | 200 | 0,5W |
| QFN (5x5) | 2 | 30 | 4W (avec pad thermique) |
*Valeurs approximatives à 25°C ambiant avec montage PCB typique
Sélection du Dissipateur
Quand Avez-Vous Besoin d'un Dissipateur ?
- La température de jonction dépasse 80% de la spécification maximale
- La dissipation de puissance dépasse la capacité du boîtier
- Environnement à haute température ambiante
- Fonctionnement continu à haute puissance
Types de Dissipateurs
| Type | Plage θSA | Idéal Pour |
|---|---|---|
| Clip-on (petites ailettes) | 20-40 °C/W | 1-3W, SOT-223 |
| Aluminium extrudé | 5-15 °C/W | 5-20W, TO-220 |
| Grandes ailettes | 1-5 °C/W | 20-50W |
| Avec ventilateur | 0,5-2 °C/W | 50W+ |
Matériaux d'Interface Thermique
L'interface entre le composant et le dissipateur ajoute une résistance thermique (θCS) :
- Pâte thermique : 0,1-0,5 °C/W (meilleure performance)
- Pad thermique : 0,5-2,0 °C/W (pratique, options isolantes)
- Mica + pâte : 0,5-1,0 °C/W (isolation électrique)
- Montage à sec : 1-3 °C/W (non recommandé)
Questions Fréquemment Posées
Quelle est une marge de température sûre ?
Visez au moins 20-30°C en dessous de la température maximale de jonction. Cela tient compte des variations de température ambiante et du vieillissement des composants. Une marge de 50°C offre une excellente fiabilité pour les applications critiques.
Pourquoi mon régulateur linéaire est-il si chaud ?
Les régulateurs linéaires dissipent une puissance proportionnelle à la chute de tension fois le courant. Un régulateur de 12V à 5V à 500mA dissipe (12-5) × 0,5 = 3,5W, ce qui est significatif. Envisagez un régulateur à découpage pour les grandes chutes de tension ou les courants élevés.
Comment trouver les valeurs de résistance thermique ?
Consultez la fiche technique du composant. Recherchez θJC (jonction-boîtier) et θJA (jonction-ambiant). θJA est utile pour les conceptions sans dissipateur. Pour les calculs avec dissipateur, vous avez besoin de θJC plus la spécification θSA (dissipateur-ambiant) du dissipateur.
Le cuivre du PCB aide-t-il au refroidissement ?
Oui, significativement. Des surfaces de cuivre plus grandes sous et autour du composant réduisent la résistance thermique effective. Pour les boîtiers CMS avec pads thermiques (D2PAK, QFN), une surface de cuivre adéquate est essentielle. Utilisez des vias thermiques pour diffuser la chaleur vers les couches internes.
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