結(jié)點(diǎn)溫度的計(jì)算方法1:根據(jù)周?chē)鷾囟龋ɑ荆?/strong>
結(jié)點(diǎn)溫度(或通道溫度)可根據(jù)周?chē)鷾囟群凸挠?jì)算。根據(jù)熱電阻的思考方法,
*Rth(j-a):結(jié)點(diǎn)-環(huán)境間的熱電阻根據(jù)貼裝的電路板的不同而不同。
向敝公司標(biāo)準(zhǔn)的電路板上貼裝時(shí)的值表示為 "代表性封裝的電阻值" 。
Rth(j-a)的值根據(jù)各個(gè)晶體管的不同而不同,但如果封裝相同,可以認(rèn)為該值幾乎是很接近的值。
**功耗不固定,時(shí)間變化時(shí)按照平均功耗近似計(jì)算。
(平均功耗的求法請(qǐng)參照 "晶體管可否使用的判定方法" )
下圖顯示了Rth(j-a)是250oC/W、周?chē)鷾囟仁?5oC時(shí)的功耗和結(jié)點(diǎn)溫度的關(guān)系。
結(jié)點(diǎn)溫度和功耗成比例上升。這時(shí)的比例常數(shù)是Rth(j-a)。Rth(j-a)是250oC/W,
所以功耗每上升0.1W結(jié)點(diǎn)溫度上升25oC。
功耗是0.5W時(shí)結(jié)點(diǎn)溫度是150oC,所以這個(gè)例子中功耗不能超過(guò)0.5W。
另外,Rth(j-a)同樣是250oC/W,要考慮周?chē)鷾囟鹊淖兓?/p>
即,即使施加相同的功率,周?chē)鷾囟壬仙龝r(shí)結(jié)點(diǎn)溫度也相應(yīng)上升,所以能夠施加的功率變小。
不僅熱電阻,周?chē)鷾囟纫矔?huì)影響最大功耗。周?chē)鷾囟?50°C時(shí)能夠施加的功率為零,所以
可以得知上述比例下的最大功耗變小。
下面的功率降低曲線(xiàn)表示出了該關(guān)系。
功率降低曲線(xiàn)的降低率是用百分比表示的,所以可適用于所有封裝。
例如,MPT3封裝25oC時(shí)的最大施加功率是0.5W,0.8%/oC的比例下可施加的功率變小,
50oC時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的80%(降低20%)即0.4W,100oC時(shí)變?yōu)樵瓉?lái)的40%(降低60%)即0.2W。
結(jié)點(diǎn)溫度的計(jì)算方法2:根據(jù)周?chē)鷾囟龋ㄋ矐B(tài)熱阻)
在 "1. 根據(jù)周邊溫度(基本)" 中,考慮了連續(xù)施加功率時(shí)的例子。
接著,考慮由于瞬間施加功率引起的溫度上升。
由于瞬間施加功率引起的溫度上升用瞬態(tài)熱阻計(jì)算。
該圖表表示瞬態(tài)性的熱電阻(瞬態(tài)熱阻)。橫軸是脈沖幅度,縱軸是熱阻Rth(j-a)。
根據(jù)該圖可知,隨著施加時(shí)間變長(zhǎng)結(jié)點(diǎn)溫度上升,約200秒后熱飽和并達(dá)到一定溫度。
例如,施加時(shí)間為30ms時(shí)Rth(j-a)是20oC/W,所以如果在周?chē)鷾囟?5oC下30ms施加3W功率,可知結(jié)點(diǎn)溫度是:
一次施加瞬間功率時(shí),可通過(guò)該算式求得結(jié)點(diǎn)溫度。
結(jié)點(diǎn)溫度的計(jì)算方法3:根據(jù)管殼溫度
可根據(jù)管殼溫度求出結(jié)點(diǎn)溫度。
計(jì)算方法1或者2中介紹的,用結(jié)點(diǎn)-管殼間的熱電阻代替結(jié)點(diǎn)-環(huán)境間熱電阻:Rth(j-c)的計(jì)算方法。如下。
*羅姆用放射溫度計(jì)測(cè)量標(biāo)記面最高溫點(diǎn)的溫度。請(qǐng)注意,測(cè)量方法不同測(cè)量溫度會(huì)有很大變化。
**功耗不固定,時(shí)間變化時(shí)按照平均功耗近似計(jì)算。
不過(guò),特別是Rth(j-c)的值會(huì)根據(jù)貼裝的電路板和焊接等的散熱條件有很大變化,所以請(qǐng)注意,在敝公司標(biāo)準(zhǔn)電路板上的測(cè)量值很多時(shí)候不適合客戶(hù)的電路板。
作為例子,顯示了隨著電路板集電極land面積的變大Rth(j-c)變小的示例。(除了集電極land的面積、厚度、材質(zhì),電路板的材質(zhì)、大小、布線(xiàn)尺寸等也會(huì)引起變化。)
例如,施加時(shí)間為30ms時(shí),因?yàn)镽th(j-a)是20oC/W,所以如果在周?chē)鷾囟?5oC下施加30ms 3W的功率,結(jié)點(diǎn)溫度是
這樣,Rth(j-c)的值容易根據(jù)電路板條件發(fā)生變化,而且正確的管殼溫度測(cè)量又很難,所以作為推定結(jié)點(diǎn)溫度的方法,不怎么推薦。
關(guān)于結(jié)點(diǎn)-管殼間熱電阻Rth(j-c)
結(jié)點(diǎn)-管殼間熱電阻Rth(j-c)本來(lái)是將TO220封裝等的自立型器件固定在散熱板上使用的情況下使用的值。在這種情況下,管殼-散熱板之間是主要的散熱路徑,所以通過(guò)測(cè)量該路徑中的管殼溫度可正確地求得結(jié)點(diǎn)溫度。尤其,在假設(shè)使用具有理想散熱性的散熱板(無(wú)限大散熱板)的情況下,有時(shí)會(huì)在認(rèn)為散熱能力無(wú)限大,且管殼溫度=大氣溫度,(顯示Tc=25oC等)管殼溫度=25oC的條件下計(jì)算。(無(wú)限大散熱板的熱電阻:因?yàn)镽th(c-a)=0,所以Rth(j-a)=Rth(j-c)。)
可是,對(duì)于面貼裝型器件,從器件下面的電路板散熱是主要的散熱路徑,所以測(cè)量這部分的管殼溫度比較困難。
由于和總體散熱量相比標(biāo)記面的散熱比例很小,所以即使測(cè)量器件標(biāo)記面的溫度,也不適于作為推定結(jié)點(diǎn)溫度的值。
關(guān)于面貼裝產(chǎn)品,由于大多都要求知道Rth(j-c)的值,所以有時(shí)會(huì)貼裝在敝公司的標(biāo)準(zhǔn)電路板上測(cè)量標(biāo)記面溫度來(lái)提供Rth(j-c)的值。此時(shí)的Rth(j-c)是貼裝在敝公司標(biāo)準(zhǔn)電路板上這一特別條件下的值。在貼裝于和敝公司標(biāo)準(zhǔn)電路板不同的電路板時(shí),由于從標(biāo)記面的散熱比例會(huì)發(fā)生變化,所以Rth(j-c)的值變化,無(wú)法推定結(jié)點(diǎn)溫度。
代表性封裝的電阻值
本數(shù)據(jù)是在測(cè)量特定LOT的基礎(chǔ)上制作的。因此,請(qǐng)作為參考值靈活使用本數(shù)據(jù)。
(不是保證值和最大、最小值。)
Rth(j-a)會(huì)根據(jù)貼裝電路板和焊接決定的散熱條件與溫度測(cè)量方法有很大變化,所以請(qǐng)作為參考值靈活使用。
文章來(lái)源:羅姆半導(dǎo)體
審核編輯:湯梓紅
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