Calcul d'un dissipateur thermique pour un 7805

P

pdevisme1

Senior Member
Bonjour tout le monde, je sais que ma question n'est pas en rapport direct avec ce forum mais quand même un petit peu puisqu'il s'agit d'un calcul à destination d'une interface équipée d'un 28X1 et, n'étant pas un spécialiste de l'électronique, je souhaiterais que quelqu'un puisse confirmer mes calculs.

Volià ce que j'ai calculé à partir de ce que j'ai pu trouver ça et là sur internet sachant que j'ai un régulateur 7805/1A boîtier TO220 alimenté en 12V continu par un transformateur sur prise régulé ( 12V / 1500mA ) :

Pour le courant de sortie ( 1A ) et la température ambiante ( 30°C ) je prends volontairement des valeurs extrêmes que je n'atteindrai certainement jamais.

La puissance à dissiper est donc de ( 12V - 5V ) x 1A = 7W ( pour diminuer la puissance à dissiper je pense remplacer prochainement le transformateur 12V par un 9V mais je n'ai que celui là pour l'instant ).

Sur le datasheet du 7805, je lis :

- Rthja = 65°/W et température maxi = 125°C

Ce qui veut dire que pour dissiper 1W la température du régulateur augmente de 65° et qu'à 125°C il ne foctionne plus.

Dans mon cas 7W x 65°C/W est largement supérieur aux 125°C maxi, il me faut donc bien un dissipateur.

Sur le datasheet du 7805, je lis :

- Rthjc = 5°C/W

Il faut donc que :

T°ambiante ( en °C ) + P ( en W ) x ( Rthjc + Rthca ) < 125°C
7W x ( 5 + Rthca ) < 125 - 30
5 + Rthca < ( 125 - 30 ) / 7
5 + Rthca < 13,57
Rthca < 8,57°/W

Chez Sélectronic, j'ai trouvé un dissipateur avec Rthca = 6°C/W qui devrait donc convenir ( http://www.selectronic.fr/radiateur-pour-to220-ou-to126-1.html ).

Je rappelle qeu ce calcul est fait pour des conditions extrêmes ( T° ambiante et courant de sortie ) et que je vais très certainement changer le transformateur d'alimentation ( actuellement en 12 V ) par un 9V pur limiter la puissance à dissiper.

Est-ce que quelqu'un pourrait valider mes calculs ?
N'ayant pour l'instant pas de dissipateur, pouvez-vous également me confirmer que le 7805 est bien protégé contre les surchauffes ?

Merci d'avance pour vos réponses.
 
PieM

PieM

Senior Member
Bonjour,

Il ne faut pas prendre les conditions limites pour un calcul de ce genre...
1) Température limite de jonction = 125°C mais faire le calcul avec une marge: prendre 100°C
2) Température ambiante: ce n'est pas la température de la pièce , mais celle de l'air autourdu radiateur. Si le montage est dans un boitier, sans ventilateur, cette température peut être supérieure à 50°C !

Dans le principe le calcul serait, en supposant une température de 35°C:

Rth= (Tj - Ta) / Pd ; la puissance dissipée Pd étant égale à (Vin-Vout) * I soit 7V*1A = 7W

Rth = (100-35)/ 7 = 9.3°C/W de résistance thermique totale.

Les Rth s'ajoutant, pour trouver la Rth du radiateur, il faut enlever la Rthjc soit 5°C/W et la résistance boitier/radiateur que l'on peut évaluer à 0.6°C/W avec une pâte silicone.
Donc: 9.3 - 5 - 0.6 = 3.7°C/W serait la résistance thermique du radiateur nécessaire, dans ces conditions.

Le 7805 possède une limitation en courant et une sécurité en température.

Petit calcul annexe:

Sans radiateur, le 7805 a une résistance thermique jonction/air de 65°C/W
cela signifie qu'avec un écart de 65°C (Tj - Ta) il ne peut dissiper que 1 W !!

Si il y a 12V à l'entrée, le courant maxi est de 1/(12-5) soit 140 mA !
 
P

PapyJP

Senior Member
Je ne réponds pas directement à la question ( calcul ... )
Le DropOut Voltage du 7805 ( Différence minimum entre tension d' entrée Vin et tension de sortie Vout) est 2 Volts.
Donc Vin min= 7 V.
On peut donc placer une résistance en série entre la source 12 V et le 7805 de façon à ce que Vin soit 7 V sous 1 A.
Il faut donc chuter 12 - 7 = 5 V sous 1 A d'où R = (12 - 7 ) / 1 = 5 Ohm.
La puissance dissipée dans R sous 1 A est alors W = R*I² = U*I = 5 W
Si le coffret n' est pas ventilé, choisir une 10 W et ne pas la câbler contre le CI, l' aérer.
La puissance dissipée par le 7805 devient ( 7 - 5 ) / 1 = 2 W ( sous 1A ) avec un max à 2,45 W sous 700 mA.
Comme le dit Piem, la puissance max du 7805 est de 1 W. Il convient donc d' ajouter un radiateur. Une plaque en alu d' une dizaine de cm² fera l' affaire si le débit de 1 A n' est pas permanent.
On peut aussi penser que le DropOut donné dans le sheet est trés largement exagéré. Personnellement je le fixerais à 1 V max quitte à avoir un peu de ronflette sous 1 A.
 
Last edited:
M

MGU

Senior Member
P

pdevisme1

Senior Member
Bonjour et merci à tout le monde pour les réponses.

Je vais donc changer mon transformateur d'alimentation par un modèle 7.5V pour diminuer la puissance à dissiper, ça sera toujours ça de gagné.

J'ai refait les calculs ( en prenant modèle sur les vôtres ) avec ces nouvelles données, c'est beaucoup mieux. En mettant, en plus, un dissipateur adapté à ces nouvelles données, ça devrait aller.

Concernant la température ambiante, la carte n'est pas enfermée dans un boîtier mais à l'air libre, très peu de composants à proximité, et comme j'habite au nord de la France, ce n'est pas tous les jours que l'on a 30°C !

J'ai, de plus, regardé le datasheet correspondant à le modèle exact de régulateur ( MC7805CT ), il me semble que la température maximale est de 150° et non pas 125°C, ce qui arrange également mes affaires.

J'ai obligé de préciser également que cette carte va fonctionnait de façon "intermittente" et que les grosses demandes de courant ne dureront que quelques dizaines de secondes.

J'ai, par contre, deux questions pratiques concernant le montage du dissipateur sur le composant : j'ai vu qu'il y a avait une pâte en silicone vendu en seringue pour "coller" le composant sur le dissipateur.

Est-ce qu'il suffit juste de l'appliquer et de coller ensuite simplement le comosant sur le régulateur ?
Le composant se visse-t-il ensuite sur le dissipateur à l'aide d'une simple vis ou faut-il une vis spécifique ?

Merci d'avance.
 
P

PapyJP

Senior Member
Aie !
J' ai pas tout compris !
sachant que j'ai un régulateur 7805/1A boîtier TO220 alimenté en 12V continu par un transformateur sur prise régulé ( 12V / 1500mA )
Click to expand...
puis :
Je vais donc changer mon transformateur d'alimentation par un modèle 7.5V
Click to expand...
Voulez-vous dire que vous branchez la sortie d' un transfo directement sur un 7805 ?
Ou voulez-vous changer le transfo qui alimente un circuit qui délivre du 12 V continu ?

Précisez svp car dans ces deux cas cela ne fonctionnera pas !
 
Last edited:
P

pdevisme1

Senior Member
Bonjour, je me suis peut-être mal exprimé donc je précise : j'alimente un 7805 à l'aide d'un transformateur régulé qui sort du 12V. Le problème est que ce dernier ( le 7805 ) chauffe assez rapidement lors de l'utilisation d'un petit moteur en cc.

Suite à la réponse de Piem ci-dessus, pour diminuer la puissance à dissiper dans le régulateur, j'ai changé mon transformateur régulé 12V par un autre régulé en 7.5V. Le résultat est très satisfaisant, le régulateur chauffe nettement nettement moins. Un dissipateur en plus et mon problème est réglé.

Je vous remercie également pour votre réponse mais comme je ne souhaite pas refaire une carte, je préfère mettre un dissipateur plutôt q'une résistance ( en plus, j'ai la place suffisante pour ça ).

Voilà, encore merci.
 
PieM

PieM

Senior Member
Bonjour,
Est-ce qu'il suffit juste de l'appliquer et de coller ensuite simplement le comosant sur le régulateur ?
Le composant se visse-t-il ensuite sur le dissipateur à l'aide d'une simple vis ou faut-il une vis spécifique ?
Click to expand...
La pâte ou graisse silicone doit être mise en couche très mince ! Elle sert à améliorer le contact boitier/radiateur. Ensuite, oui il faut mettre un petit boulon M3 ou M4, ou bien un rivet pop.
 
P

pdevisme1

Senior Member
Bonjour, pour faire une couche très mince, avec quoi faut-il appliquer la pâte ? J'avais pensé à un petit pinceau ?
 
Last edited:
You must log in or register to reply here.
Top