Перейти к содержанию

Тепловая защита

Тепловая защита выключает выход микросхемы, когда кристалл перегревается, и включает снова, когда он остынет. Она есть в стабилизаторах, драйверах, трансиверах — и спасает от выгорания, но не заменяет расчёт нагрева.

Обновлено Редакция GAW

Тепловая защита (thermal shutdown) — встроенная в микросхему схема, которая следит за температурой кристалла и отключает выход или всю микросхему при перегреве. Когда кристалл остывает, защита сама включает его обратно.

У защиты два параметра — порог и гистерезис. Например, у трансивера CAN SN65HVD230 по даташиту TI порог — 165 °C, гистерезис — 10 °C: при 165 °C выход отключается и включается снова примерно при 155 °C. Гистерезис нужен, чтобы микросхема не дребезжала на самом пороге.

Тепловую защиту имеют линейные стабилизаторы 78xx — у onsemi вместе с ограничением тока и защитой выходного транзистора, — трансиверы CAN вроде MCP2551, драйверы двигателей и многие другие микросхемы, через которые идёт заметная мощность.

На практике защита — аварийный предохранитель, а не режим работы. Если стабилизатор 7805 без радиатора рассеивает 3,5 Вт при тепловом сопротивлении корпуса 65 °C/Вт, он будет циклически отключаться: нагрузка получит прерывистое питание. Порог защиты выше предельной рабочей температуры кристалла, и долгая работа у порога сокращает срок службы. Нагрев считают заранее через тепловое сопротивление и подбирают радиатор — в этом поможет калькулятор радиатора.

Частые вопросы

Почему стабилизатор то включается, то выключается?

Скорее всего, срабатывает тепловая защита: кристалл нагревается до порога, выход отключается, микросхема остывает на величину гистерезиса и включается снова. Нагрузка получает импульсы вместо постоянного напряжения. Нужен радиатор или стабилизатор с меньшими потерями.

Можно ли рассчитывать на тепловую защиту в нормальной работе?

Нет. Она спасает микросхему от выгорания при аварии, но порог выше предельной рабочей температуры кристалла: у трансивера SN65HVD230 порог — 165 °C, а предельная температура кристалла у многих микросхем — 150 °C. Работа у порога сокращает срок службы.

Что такое гистерезис тепловой защиты?

Разница между температурой отключения и температурой повторного включения. У SN65HVD230 по TI она 10 °C: без гистерезиса микросхема включалась бы и выключалась с огромной частотой на самом пороге.

Источники

  1. Texas Instruments. SN65HVD23x 3.3-V CAN Bus Transceivers (SLOS346O, revised April 2018) — порог тепловой защиты 165 °C, гистерезис 10 °C
  2. onsemi. MC7800, MC7800A, MC7800AE, NCV7800: Voltage Regulators – Positive, 1.0 A (MC7800/D, Rev. 29, November 2021) — встроенная защита от перегрева, ограничение тока короткого замыкания и защита выходного транзистора; предельная температура кристалла 150 °C; тепловое сопротивление TO-220 — 65 °C/Вт без радиатора
  3. Microchip. MCP2551 High-Speed CAN Transceiver (DS20001667G, 2016) — автоматическое отключение при перегреве

Нашли ошибку?

Смотрите также