三端子レギュレータについて

質問

三端子レギュレータ７８０５（１Ａ）で１２Ｖを５Ｖに変換するオーソドックスな回路を作りました。入力側に２２μＦ、出力側に１００μＦの電解コンデンサ、入出力端子両方に０．１μＦのセラミックコンデンサを取り付け、レギュレータの２倍くらいの大きさの方熱器を取り付けました。
５Ｖの出力ではＰＩＣマイコンを制御しているのですが、このレギュレータを高温になる場所で使用すると当然レギュレータの放熱効果が下がって出力できる電流量は減りますよね？ちなみに摂氏８０℃で使用するとして、レギュレータでＰＩＣマイコンを動作させるのに充分な電力を取り出す事は可能でしょうか？
（ＰＩＣマイコンの動作温度は考えない）

回答No.5

kabasan · ベストアンサー

結論から言うと、使えないことはありません。

まず、レギュレーターの動作周囲温度（外気温）はだいたい８５℃まで保証されています。また、動作時の接合部温度（レギュレータの中身）が１５０℃までです。

次に、最大負荷電流を約９０ｍＡ（LED+PIC+etc）とすれば、レギュレータでの損失は約０．６Ｗと見積もれますね。

詳しい計算は省略しますが、おっしゃっている状況での接合部温度は１００℃程度に収まります。したがって、動作保証範囲を数字上では満たしています。

ただし、周囲温度がぎりぎりなので、以下の条件も必ず満たさなければなりません。
「動作時の熱により周囲温度も上がるような密閉空間でないこと」
「回路周辺に熱が留まらない空気の流れ（ファン、対流など）があること」

なお、この考察はあくまで大雑把な計算であること、更に耐久性に関してはなんら考慮していないことを忘れませんように。

お礼

なるほど、熱がたまらないようにいろいろ工夫してみます。
ありがとうございました。

回答No.4

kabasan

> 充分な電力
先にこれがわからないと正解は得られません。
ＰＩＣ自身は１０ｍＡしか消費しませんし、出力負荷が軽ければ８０℃でもまったく問題ありません。コンデンサにしたって、一般品レベルの８５℃を保証しているのであれば長期安定性以外はまったく問題ありません。

まず、消費電流ありきであり、そこから動作中の温度上昇、供給可能電力（電流）が割り出せるのです。

また、想定される「摂氏８０℃」とは、動作時に達すると思われる温度なのか、もともとその温度の環境で動作させようとするのでしょうか？

補足

ありがとうございます。
ＰＩＣの消費電流ですが、８本のピン同時にＬＥＤを駆動させるのが消費電流のＭＡＸになります。１０ｍＡ×８＝８０ｍＡでしょうか（違いますかね？８ピン同時でも１０ｍＡなのでしょうか・・）。
それと、温度ですが、もともと摂氏８０℃位の環境の中にレギュレータを置いて動作させるという事を想定しています。
ちなみに室温２０℃程度でこの回路を動作させるとレギュレータは３４～３６℃程度まで上昇しました。

回答No.3

angkorh

No2に補足します。
シリーズレギュレータなので、入力と出力の電流は同じです。電流が1Aなら、入力側に抵抗をたとえば5オーム(5Wでは足りないから10W以上は必要)を入れると、先の計算のレギュレータ7W消費が2Wに減るので、その分レギュレータの発熱量が減り、壊れる時間が延びますよ。では。

回答No.2

angkorh

「ＰＩＣマイコンを動作」は5V1Aでokなんですか？
三端子レギュレータは、この状態では、(12v－5v)×1A=7Wを消費します。
放熱器は温度抵抗が大事で、[℃/W]で上昇します。
それは外気温(あなたの言う、８０℃）に加算されます。
問題は、そのとき、三端子レギュレータの内部温度が絶対最大定格を超えたら、そこで三端子レギュレータは壊れます（と思ってください)。
多分、先の計算値7Wぐらいなら、五分間は動くでしょう。
コンデンサは、発振防止とかリプル吸収のためなので、負荷が動くかどうかは別問題です。
では。

回答No.1

taka113

コンパレータなどの半導体が暴走してしまいますから、おそらく75℃近辺でレギュレーターのリミッターが働くでしょう。
温度保護のために出力電圧（もとい電流）が急激に下がりますから負荷の安定動作は望めません。

詳しくはメーカーから提供されているデータシートをご覧になるのがよろしいかと思います。簡単にダウンロードできますから。

いくら定格出力が１Aでも、やはり損失を考えると常識的に考えて出力電流と入力電圧を抑えるか、非常に大型の放熱器を取り付けるのが普通です。

私としては電解コンデンサのドライアップも気になります。これほどの高温だと、一般的な85℃温度保障のコンデンサを使っていては信頼性がイマイチかと。