三端子レギュレータの本当の最大出力電流

TO-220Fパッケージの三端子レギュレータNJM7805は、最大出力電流として1.5Aを保証しています。しかし、現実的には三端子レギュレータの最大出力電流は、接合部温度Tjの定格によって制約されます。言い換えると、三端子レギュレータの発熱のほうが問題になるということです。今回は、接合部温度Tjの最大定格に起因する最大出力電流を求めてみました。


新日本無線のNJM7805のページからたどれるところに三端子レギュレータについてという資料があります。
この資料の中の「5. 放熱設計」が今回の話の核です。

この資料に沿って話を進めるに当たって、以下の条件を考えます。
(1)静的消費電流は無視できるほど小さい
(2)周囲温度Taはワーストケースを見込んで50℃
(3)最大出力電流を制約するのは接合部温度Tjのみ
(4)ヒートシンクを用いない

さらに、NJM7805データシートから以下の二つの条件を加えます。

(5)接合部温度Tj最大定格: 150℃
(6)接合部から周囲雰囲気間の熱抵抗θja: 60℃/W


001_20081112065401.png

002_20081112065407.png


この条件の下で、出力電流の最大値は以下の式で表されます。


_eq_biyo.png


よって、最大出力電流はΔVの入出力間電位差のみに依存することが分かります。
これをグラフにプロットしてみると、以下のようになります。


graph.png


以下に代表的な条件での最大出力電流を書いておきます。
以下に代表的な条件での最大出力電流を書いておきます。
・ 9V入力, 5V出力: 417mA
・12V入力, 5V出力: 238mA
・24V入力, 5V出力: 87.7mA
・24V入力,12V出力: 139mA


tag: 三端子レギュレータ 熱設計 

comment

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計算が間違ってる

(150-50)/60=1.667W で 3.5Wにはならない。
Tj Ta θja

ご指摘ありがとうございます。

kugaさん、ご指摘ありがとうございます。
修正しました。
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