inversor

Cálculo de disipadores de calor.
Los disipadores de calor son unos elementos complementarios que se usan
para aumentar la evacuación de calor del componente al que se le coloque
hacia el aire que lo rodea. Esto trae como consecuencia que se reduce la
temperatura de trabajo del componente ya que la cantidad de calor que se
acumula en él es menor que sin disipador. Un cálculo estricto de losdisipadores puede ser complejo. En este artículo se tratará un sistema de
cálculo aproximado, que sin embargo proporciona buenos resultados y está
muy difundido. Este sistema se basa en una analogía entre circuitos de flujo de
calor y circuitos eléctricos resistivos.
¿Disipador o radiador?
Ambos términos se usan como sinónimos en el ámbito de la evacuación de
calor en los componenteselectrónicos. Sin embargo, en opinión del autor de
este artículo, el término apropiado es el de disipador de calor. Y esto porque el
método que se usa para extraer el calor del componente no es el de radiación,
sino el de convección. Por tanto, al ser el término disipador (que disipa o extrae
el calor) más genérico que el de radiador (que extrae el calor por radiación)
creo que el primero es el másadecuado. Por tanto, me referiré a estos
elementos como disipadores y no como radiadores.
Establezcamos la analogía: la Ley de Ohm térmica:
Al igual que en los circuitos eléctricos, se puede definir una Ley de Ohm en los
circuitos de flujo de calor. Pero antes identifiquemos los elementos térmicos
equivalentes a sus análogos eléctricos. Así, el papel de la fuente de tensión
eléctrica (porejemplo una batería) lo cumple el componente que genera el
calor que se desea evacuar. El papel de masa de un circuito eléctrico lo tiene el
aire, que supendremos a una temperatura de unos 25ºC. La diferencia de
tensión eléctrica encuentra su homólogo en la diferencia de temperatura. La
potencia generada en forma de calor en el componente tiene su equivalente en
la corriente eléctrica entregadapor la fuente de tensión. Por último, la
resistencia eléctrica tiene su reflejo en la resistencia térmica medida en ºC/W
(grados centígrados por vatio).
Con estos elementos podemos ya formular la Ley de Ohm térmica:

Sí, pero ¿realmente necesito colocar un disipador?:
Supongamos que tenemos cierto componente de tipo semiconductor y
queremos saber si necesitará o no un disipador. Pues bien,deberemos

empezar por buscar en su hoja de características (data sheet) algunos datos. A
saber,
 Temperatura máxima de la unión (o las uniones), Tj.
 Resistencia térmica entre la unión y el aire cirdundante, Rth j-amb (o en su
defecto la resistencia térmica entre la unión y la cápsula del componente, Rth jc).
Conocidos estos parámetros, necesitaremos saber también la potencia que va
aestar disipando el componente, P, y la temperatura ambiente de trabajo que
estimemos oportuna, Ta (digamos 35 ó 40ºC).
Pues bien, si conocemos Rth j-amb podemos estimar la temperatura que
alcanzaría la unión (o uniones) del componente, Tj estimada, de la siguiente
forma:

Así, si Tj estimada > Tj o Tj estimada = Tj o Tj estimada < Tj pero está
peligrosamente cerca de esta última, debe decolocarse un disipador que
ayude al componente a evacuar el calor.
¿Qué ocurre si el fabricante proporciona Rth j-c en lugar de Rth j-amb en el
data sheet? En ese caso el fabricante proporcionará también la potencia
máxima disipable por el componente, normalmente a 25ºC. Entonces Rth j-amb
se puede hallar mediante un simple cálculo:

donde Ta es en este caso la temperatura para la que elfabricante especifica la
potencia máxima, Pmáx.
Entonces, Rth j-amb se obtendría de la siguiente forma:

Necesito un disipador, pero ¿cúal?:
Llegados a la conclusión de que el disipador es necesario tendremos que
realizar un cálculo que nos oriente sobre el disipador que debemos usar. El
diagrama del montaje componente-disipador podría ser el siguiente:

Este montaje tiene el siguiente...