Boitiers régulateurs de tensions linéaires

3.1 Présentation des boîtiers les plus courants :

Ces composants sont intégrés dans de nombreux types de boîtiers : TO220 (traversant), SO8 (cms), TO-92 (traversant), DPAK (cms) SOT23 (cms) etc.





Exemple de boîtiers

3.2 Dissipation :

Chaque boîtier possède une résistance thermique différente. Lors de la conception d’une carte on veillera à choisir le boîtier le plus adapté, en fonction de la puissance que ce dernier doit dissiper.

Boîtier	TO220	TO92	DPAK	SO8
Rth puce-boîtier	3	nc	8	20
Rth puce-air	50	200	100	55

Exemples de résistance thermique

Plus la résistance thermique est élevée, et plus le boîtier s’échauffera pour une puissance dissipée équivalente (à température ambiante).

Les boîtiers comme le TO220 présentent l’avantage d’avoir une surface de dissipation accessible.
On peut ainsi dimensionner un radiateur afin de diminuer la résistance thermique. On le placera à l’arrière du composant, sans l’isoler car souvent cette plage est reliée à la masse (vérifiez quand même avant sur les documents du constructeur !).
Afin d’augmenter la qualité thermique du contact entre le radiateur et le composant, on mettra une goutte de graisse de silicone, une pâte thermoconductrice.
Les boîtiers CMS comme le DPAK ou le SOT223 offrent aussi cette possibilité de dissipation, le radiateur étant la plage d’accueil du composant sur le PCB. Souvent c’est la patte centrale (plus large) et reliée à la masse, qui fait office de dissipateur.

Attention ce n’est pas vrai pour tous les régulateurs (LM317), vérifiez avec les documents avant !






Exemple de plage de dissipation pour un boîtier DPAK




On remarque que plus L augmente et plus la résistance thermique diminue. Par contre elle converge asymptotiquement vers une résistance thermique limite. A partir d’une certaine valeur de L, il devient difficile de fortement diminuer la résistance thermique, et donc inutile d’augmenter la surface de refroidissement.
Sur l’axe de droite, on obtient la puissance maximale dissipée par le régulateur. Avec ce boîtier DPAK, on peut dissiper environ 2W maximum pour une plage carrée de 25mm de côté.

3.3 Radiateur :

Exemple de résistance thermique




Sur la figure ci-dessus, nous avons représenté un boîtier TO220 collé contre un radiateur. Nous voyons ainsi les différentes résistances thermiques (Rth) créées.
Rth (puce-boîtier) et Rth (boîtier radiateur) sont données par le constructeur.
Rth (radiateur-air) est donnée par le fabricant du dissipateur.






Avec :

Tb : Température du boîtier
Ta : Température ambiante
P : Puissance à dissiper
Rpb Rbr Rra : Résistances thermiques, respectivement puce-boîtier, boîtier-radiateur et radiateur-air.

A l’aide de cette formule vous pouvez donc déduire la température du boîtier.