Le niveau de dissipation thermique dont vous avez besoin dépend de la température ambiante maximale que vous pouvez garantir (supposons 50 ° C). À une température de fonctionnement de 150 ° C, vous avez un gradient de température entre les composants internes de la résistance et l'air de 100 ° C. Vous voulez pousser 5W (arrondi vers le haut) à travers ce gradient, ce qui signifie que la résistance thermique totale ne peut pas être supérieure à 100C pour 5W ou 20C / W (C / W est la classification d'un dissipateur thermique).

Si le 6.5C / W est la bonne résistance à la chaleur interne au boîtier qui laisse 13,5C / W pour le dissipateur thermique. Pour mettre cela en perspective: le dissipateur thermique ci-dessous est évalué à 11C / W. Notez que pour les dissipateurs thermiques, une valeur inférieure est meilleure (et plus grande, plus lourde et plus chère), alors restez en dessous du chiffre 13,5C / W.

Vous pouvez faites un tel calcul de la même manière que vous calculeriez avec la tension (température en C), le courant (puissance en W) et la résistance (résistance thermique en C / W).

Note1: Avec un 13,5C / W dissipateur thermique qui sera à (13,5 / 20) * 100 = 67,5C au-dessus de la température ambiante. Si cela est trop chaud pour votre usage, vous aurez besoin d'un dissipateur thermique (beaucoup) plus grand.

Note2: La chaleur doit être transférée à l'ambiance. Même le plus grand dissipateur thermique est inutile lorsqu'il est placé dans une boîte thermiquement isolée!

Note3: Le C / W d'un dissipateur thermique peut être considérablement amélioré (abaissé) en utilisant la circulation forcée (= un ventilateur). Mais pensez à ce qui se passe lorsque le ventilateur tombe en panne et que l'air doit toujours aller quelque part.

Note 4: Une règle empirique rapide, tout ce qui se trouve dans un boîtier TO220 peut se dissiper jusqu'à 1W, mais le boîtier le deviendra aussi chaud au toucher. Au-dessus de 1W, un dissipateur thermique est probablement nécessaire.

Je suppose que \ $ \ mathrm {R_ {thj}} \ $ n'est pas une jonction-air (enfin, techniquement, être une résistance n'a pas de jonction, mais j'utilise le terme familier) mais il s’agit plutôt d’un boîtier / emballage.

MODIFIER: basé sur une note d’application Bourns et la fiche technique correspondante du produit utilisé comme exemple dans cette note d'application, \ $ \ mathrm {R_ {thj}} \ $ est définitivement au cas, pas à l'air.

Note de démarrage: Puisqu'il semble impossible d'obtenir des spécifications plus précises concernant le point de fonctionnement souhaité à partir de la question OP /, je vais juste indiquer vaguement la loi d'Arrhenius telle qu'elle s'applique aux défaillances induites par la température dans l'électronique; le graphique suivant est extrait du Manuel de génie électrique de Dorf.

Donc, oui, vous pouvez pousser les composants à leur température limite ... comme détaillé dans la réponse de Wouter van Ooijen ... mais ce n'est pas sans risque.

Le 6,5 degC / W est la quantité de réchauffement des "internes" par rapport à la plaque / boîtier du TO-220. Donc, avec 4,5 watts, les composants internes augmenteront d'environ 30 ° C au-dessus du boîtier.

Mais comment le boîtier élimine-t-il la chaleur. Ce sera probablement un chiffre beaucoup plus grand.

Si vous regardez ici, cela vous indique que pour 1 watt généré, un paquet TO-220 sera 65 ° C plus chaud que la température ambiante. Cela implique que pour 1 watt, les composants internes seront plus chauds de 6,5 ° C.

L'Intenal sera à plus de 70 ° C pour 1 watt et vous voulez dissiper 4,5 watts.

Un exemple concret: vous voulez dissiper en toute sécurité 4,5 W dans cette résistance.

Il est évalué pour fonctionner à 155 ° C en interne; cependant, le déclassement a généralement un effet positif sur la fiabilité. Voyons ce qui se passe si nous visons une température interne de 120 ° C. À Rthj = 6,5 K / W, la jonction augmentera de 6,5 K * 4,5 W = 29,25 K au-dessus de la température du boîtier. Par conséquent, nous voulons maintenir le cas en dessous de 120-29,25, disons 90C.

Quelle est votre température ambiante? Disons que c'est dans un boîtier avec d'autres appareils électroniques et nous pouvons nous attendre à ce que l'air soit un peu plus chaud que la température ambiante, disons 40 ° C.

Donc, notre dissipateur thermique doit avoir une résistance thermique de (90-40) C / 4,5 W = 11,11 C / W (ou moins) - je concevoirais pour 10C / W à moins que l'espace ou le budget ne soient particulièrement serrés .

La résistance thermique est utilisée pour vous dire à quelle vitesse la chaleur se déplace de la résistance vers l'extérieur du boîtier. Cela vous permet d'estimer l'élévation de température à partir de la puissance appliquée.

Si vous pensez que la chaleur est comme une tension et que des matériaux bien ou mal différents laissent passer la chaleur à travers eux comme des résistances, alors vous avez un meilleur idée de ce que la spécification vous dit.