《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 估算熱插拔MOSFET的瞬態(tài)溫升——第2部分
估算熱插拔MOSFET的瞬態(tài)溫升——第2部分
摘要: 在本《電源設(shè)計(jì)小貼士》中,,我們將最終對(duì)一種估算熱插拔MOSFET溫升的簡(jiǎn)單方法進(jìn)行研究,。
Abstract:
Key words :

 

在本《電源設(shè)計(jì)小貼士》中,我們將最終對(duì)一種估算熱插拔" title="熱插拔">熱插拔 MOSFET 溫升" title="溫升">溫升的簡(jiǎn)單方法進(jìn)行研究,。在《電源設(shè)計(jì)小貼士28》中,,我們討論了如何設(shè)計(jì)溫升問(wèn)題的電路類(lèi)似方法。我們把熱源建模成了電流源,。根據(jù)系統(tǒng)組件的物理屬性,,計(jì)算得到熱阻和熱容。遍及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的各種電壓代表各個(gè)溫度,。
 
本文中,,我們把 1 所示模型的瞬態(tài)響應(yīng)與 3 所示公開(kāi)刊發(fā)的安全工作區(qū)域(SOA" title="SOA">SOA 曲線)部分進(jìn)行了對(duì)比。
 
 
1 將散熱容加到 DC 電氣模擬電路上
 
根據(jù) CSD17312Q5 MOSFET,、引線框以及貼裝 MOSFET 的印制電路板 (PWB) 的物理屬性,,估算得到 1 的各個(gè)值,。在查看模型時(shí),可以確定幾個(gè)重要的點(diǎn),。PWB 到環(huán)境電阻(105oC/W)為到環(huán)境的最低電阻通路,,其設(shè)定了電路的允許 DC 損耗。將溫升限制在 100oC,,可將電路的允許 DC 損耗設(shè)定為 1 瓦,。其次,存在一個(gè) 10 秒鐘的 PWB 相關(guān)時(shí)間恒量,,所以其使電路板完全發(fā)熱的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng),。因此,電路可以承受更大的電脈沖,。例如,,在一次短促的脈沖期間,所有熱能對(duì)芯片熱容充電,,同時(shí)在更小程度上引線框?qū)崛莩潆?。通過(guò)假設(shè)所有能量都存儲(chǔ)于裸片電容中并求解方程式(dV = I * dt / C)得到 I,我們可以估算出芯片電容器可以存儲(chǔ)多少能量,。結(jié)果是,,I =dV * C /dt = 100 oC * 0.013F / 1ms =1300 瓦,其與 3SOA 曲線圖相一致,。
 
2 顯示了 1 的仿真結(jié)果以及由此產(chǎn)生的電壓響應(yīng),。其功耗為 80 瓦,不同的時(shí)間恒量一眼便能看出,。綠色曲線為裸片溫度,,其迅速到達(dá)一個(gè) PWB 相關(guān)恒定電壓(藍(lán)色曲線)。您還可以看到一個(gè)引線框的第二時(shí)間恒量(紅色曲線),,其稍微有一些滯后,。最后,您還可以看見(jiàn) PWB 的近似線性充電,,因?yàn)榇蠖鄶?shù)熱能(電流)都流入其散熱電容" title="散熱電容">散熱電容,。
 
 
2熱能流入PWB 時(shí)明確顯示的三個(gè)時(shí)間恒量
 
我們進(jìn)行了一系列的仿真,旨在驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性,。 3 顯示了這些仿真的結(jié)果,。紅色標(biāo)注表示每次仿真的結(jié)果。將一個(gè)固定電源(電流)放入電路中,,相應(yīng)間隔以后對(duì)裸片電壓(溫升)進(jìn)行測(cè)量,。模型始終匹配 SOA 曲線。這樣做的重要性是,,您可以使用該模型的同時(shí)使用不同的散熱片和 PWB 參數(shù),。例如,,該 SOA 數(shù)據(jù)是針對(duì)缺乏強(qiáng)散熱能力的最小尺寸 PWB。我們可以增加電路板尺寸來(lái)降低其環(huán)境熱阻,,或者增加銅使用量來(lái)提供更好的熱傳播—最終降低溫度,。增加銅使用量也可以提高散熱能力。
 
3 散熱模型與指示點(diǎn)的 MOSFET CSD17312 SOA 曲線一致
 
下次,,我們將討論獲得隔離偏置電源的一種簡(jiǎn)單電路,,敬請(qǐng)期待。
 
本文及其他電源解決方案相關(guān)的更多詳情,,敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.ti.com.cn/power,。

 

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。