CHLAZENI

U

R P

V

n

L

z

=

⋅

⋅

=

2

0

35 1

max

,405

,

Výpočty chlazení elektronických součástí

18

Omezení ztrátového výkonu při zkratu

Při výpočtech ztrátového výkonu byly uváděny podmínky při zkratu. Bude vhodné uvést základní vztahy pro
jejich výpočet. Jako příklad vezmeme lineární integrovaný stabilizátor, který má omezený výstupní proud a
kromě toho ochranu před výkonovým přetížením.
Ta nedovolí, aby teplota přechodu překročila povolenou hodnotu.

Proveďme rozbor pracovních podmínek takového stabilizátoru za všech okolností. Vyšetřování rozdělíme do tří
oblastí:

a)

  normální pracovní oblast, výstupní proud nepřekročí povolenou mezní hodnotu

b)

  oblast omezení výstupního proudu

c)

  oblast omezení ztrátového výkonu

Tyto oblasti je možné vymezit výstupním proudem nebo hodnotou odporu zátěže. Pro výpočet ztrátového
výkonu použijeme odpor zátěže jako nezávisle proměnnou. Od nekonečně velké hodnoty (výstup naprázdno) do
maximálního povoleného proudu je normální pracovní oblast (a), oblasti b) a c) jsou oblasti přetížení. Rozbor
končí nulovým odporem zátěže (výstup nakrátko, zkrat). Provedeme výpočet ztrátového výkonu v závislosti na
odporu zátěže.

Jako příklad použijeme stabilizátor v následujícím zapojení (7805) a s hodnotami:

vstupní napětí

U1

12 V

výstupní napětí

U2

5 V

maximální proud

Im

1 A

maximální výkon

Pm

9 W

Maximální výkon je vypočítán z tepelného odporu použitého chladiče
a teploty, při které začíná působit výkonová ochrana.

Normální pracovní oblast stabilizátoru.
Klidový proud stabilizátoru Is je podstatně menší než proud pracovní a můžeme ho proto zanedbat. Proud zátěže

je pak stejný jako proud stabilizátorem. Výstupní napětí je konstantní. Ztrátový výkon stabilizátoru je:

Pz = (U1 - U2) . IL

Po dosazení za I2 = U2 / RL:

Pz = (U1 - U2) . U2 / RL

Protože obě napětí U1 a U2 jsou konstanty a proměnná RL je ve jmenovateli, je charakteristikou pro tuto oblast

hyperbola a (viz graf). Při ideálním zdroji napětí U1 by byl při zkratu (RL = 0) ztrátový výkon nekonečně velký.