電圧レギュレータにヒートシンクを使用するのはいつですか？
回答:
私の経験則では、TO-220 3端子リニアレギュレーターには600mW（垂直マウント）未満のヒートシンクは必要ありません。これは産業サービスと高い信頼性に基づいているため、控えめな数値です。
それ以上にする必要がある場合は、計算を実行し、場合によってはテストを実行して、最適なものを決定します。
適度な銅の注入を行い、（表面実装）TO-252を使用して、ヒートシンクなしのTO-220よりも優れた熱性能を得ることができます-多くの場合、空気中65°C / Wと見積もられています。それは、PCB領域のビット以外に何も費用がかかりません。留め金、組み立て作業、ヒートシンクのコストを考慮する必要がなく、追加の（二次）操作や組み立て作業者が物事をねじ込むための追加の方法もありません。
私の意見では、リニアレギュレータ用のヒートシンクが必要な場合は、低EMIなどの特別な要件がない限り、少なくともスイッチング電源を検討する必要があります。
十分に単純です。
部品のデータシートは熱抵抗を指定します。フェアチャイルドのLM7805データシート（検索で最初にポップアップする最初のデータシートのみ）を見ると、熱抵抗は5C / Wジャンクションからケース、および65C / Wジャンクションから空気です。
最大動作温度は125Cです。デバイスが25Cの環境にある場合、100Cの上昇を処理できますが（通常、最大動作温度で低下するものもあります）、ヒートシンクなしで放散できるのは約1.5W（100C / 65C / W）だけです。入力電源が30Vの場合、おそらく60mAです。入力が12Vの場合は、214mAに近くなります。入力が8Vの場合、500mAです。（すべて25Cの周囲温度で。）
例を反対方向に動かすと、コメントは24Vの電源と0.38Wの電力損失を示しています。0.38W * 65 C/W = 24.7 C、そのため、ヒートシンクなしで周囲温度100.3 Cまで実行できます。
編集：上記のすべてにおいて、私は明らかに、データシートのはるか下にあるレギュレーター自身の5.5-6mA（全入力電圧で）の現在の使用を無視しており、これは電力負荷に追加されます。24Vの例では、これは周囲の安全範囲を約90 Cに下げます
ヒートシンクを追加すると、5C / Wジャンクション-ケース（熱抵抗）に加えて、ケースからヒートシンクまでの一定量の熱抵抗（サーマルグリース、絶縁体などの影響を受ける）、そして最後にヒートシンクの空気に対するより好ましい耐性。
したがって、インターフェースが2C / Wでヒートシンクが10C / Wの場合、インターフェースとヒートシンクを使用して、ジャンクションから空気までの合計が5 + 2 + 10 = 17C / Wになります。
7805には接地されたケース/タブがあり、金属ケース/シャーシの側面にボルトで簡単にボルトで留めることができます。プロトタイプを作成する際、熱過負荷保護機能を備えた部品を使用している場合（データシートに記載されているが具体化されていない）、「部品が熱くなってシャットダウンするかどうかを確認する」ことができますが、特にプロトタイプ以降、設計を完了する前に数値を実行する必要があります多くの場合、完成品より自然対流が優れています。
簡単な例
例：https : //www.fairchildsemi.com/datasheets/lm/LM7805.pdf
LDOの電力損失を計算します。たとえば、100 mAで8 Vから5 Vは0.3 W（電圧差×平均電流）です。
空気への温度上昇を計算します（ヒートシンクなし）：65°C / W * 0.3 W = 20°C
最悪の周囲動作温度を見てください：例：40°C
最高ケース温度は40°C + 20°C = 60°Cで、最高動作温度を下回ります。
この非常に小さな電圧降下では、この温度上昇は非常に小さいことに注意してください。そのため、より大きな電流や大きな電圧降下には、ヒートシンクが一般的に推奨されます。私が見たLDOの10％にヒートシンクが付いていると思います。
だが：
- ヒートシンクは追加のコンポーネントであり、BOMコストが増加します。
- 重いため、操作または輸送中の機械的衝撃を吸収するために適切に取り付ける必要があります