Elektro og elektronikk
Kalkulator for transistortemperatur og kjøleribbe
Estimer overgangstemperatur, temperaturmargin, maksimal effekt og nødvendig termisk motstand for kjøleribben.
Dine verdier
Dine resultater
- Estimert overgangstemperatur
- —
- Temperaturmargin
- —
- Temperaturøkning
- —
- Estimert maksimal effekt
- —
- Maksimal termisk motstand for kjøleribbe
- —
—Estimer overgangstemperatur og sammenlign kjøleribbens termiske motstand
Estimer overgangstemperaturen i stasjonær tilstand for én transistor eller en annen komponent med kjent effekttap. Velg en modell for en kapsling uten kjøleribbe eller en varmevei i serie gjennom kapsling, monteringsgrensesjikt og kjøleribbe. Sammenlign temperaturøkning, margin og maksimalt modellert effekttap. Beregningen simulerer ikke forbigående oppvarming, termisk kobling mellom komponenter eller parallelle varmeveier gjennom PCB.
Trinn for trinn
- Velg med eller uten kjøleribbe, og angi komponentens effekttap i W. Bruk varmen som utvikles i komponenten, ikke effekten som leveres til belastningen. En lenke fra MOSFET-kalkulatoren kan forhåndsutfylle estimatet for transistortap; kontroller verdien mot den ønskede driftsbetingelsen.
- Angi omgivelsestemperatur og valgt grense for overgangstemperatur i °C. Uten kjøleribbe angir du termisk motstand fra overgang til omgivelser θJA. Med kjøleribbe angir du overgang til kapsling θJC, kapsling til kjøleribbe θCS og kjøleribbe til omgivelser θSA i °C/W.
- Les overgangstemperatur, temperaturøkning og margin sammen. Sammenlign den angitte kjøleribbemotstanden med det maksimale beregnede kravet. Endre effekttap, omgivelser eller termisk motstand for å undersøke resultatet, og legg deretter inn passende driftsmargin og verifiser den fysiske monteringen.
Innstillinger og begrensninger
- Varmevei og omgivelser
- Modellen uten kjøleribbe bruker θJA; kjøleribbemodus summerer θJC + θCS + θSA. Overgangstemperaturen er omgivelsestemperaturen pluss effekttapet multiplisert med total termisk motstand. Bruk lokal omgivelsestemperatur ved monteringen under drift. Termisk motstand avhenger av kapsling, PCB, monteringsgrensesjikt, luftstrøm og installasjon; en databladverdi krever samsvarende forhold.
- Overgangsgrense og effektmargin
- Overgangsgrensen er en verdi du velger, ikke en merkegrense utledet fra et delenummer. Marginen er denne grensen minus estimert overgangstemperatur. Maksimalt modellert effekttap er tilgjengelig temperaturøkning delt på total termisk motstand, begrenset til null når omgivelsestemperaturen allerede er over grensen.
- Nødvendig kjøleribbemotstand
- Maksimalt tillatt θSA er (overgangsgrense − omgivelsestemperatur) / effekttap − θJC − θCS. En lavere positiv θSA gir mindre temperaturøkning i denne modellen. Den nødvendige verdien endres med omgivelser og effekt; den velger ikke en kjøleribbe og tar ikke hensyn til en annen komponent som deler den.
Gjennomgått eksempel
Velg kjøleribbemodus med 5 W effekttap, omgivelsestemperatur 40 °C og overgangsgrense 125 °C. Angi θJC = 2 °C/W, θCS = 0.5 °C/W og θSA = 10 °C/W. Total motstand er 12.5 °C/W, temperaturøkningen 62.5 °C og overgangstemperaturen 102.5 °C.
| θ | TJ | ΔT | Tlimit − TJ | Pmax |
|---|---|---|---|---|
| θSA = 10 °C/W | 102.5 °C | 62.5 °C | 22.5 °C | 6.8 W |
| θSA = 20 °C/W | 152.5 °C | 112.5 °C | −27.5 °C | 3.77778 W |
| θJA = 20 °C/W | 140 °C | 100 °C | −15 °C | 4.25 W |
Marginen er 22.5 °C, maksimalt modellert effekttap 6.8 W og maksimal kjøleribbemotstand 14.5 °C/W. Hvis bare θSA endres til 20 °C/W, blir overgangstemperaturen 152.5 °C og marginen −27.5 °C. Uten kjøleribbe ville en angitt θJA på 20 °C/W i stedet gitt 140 °C overgangstemperatur ved samme effekt og omgivelsestemperatur.
Spørsmål og feilsøking
Kan jeg gjenbruke en θJA-verdi fra et datablad for ethvert PCB?
θJA omfatter varmeoverføring gjennom det angitte kortet og omgivelsene, og er derfor ikke en universell konstant for bare kapslingen. Bruk en verdi som er begrunnet for ditt PCB, luftstrøm og kabinett, eller karakteriser monteringen. Endringer i kobberet på kortet eller nærliggende varmekilder kan endre den effektive varmeveien.
Hva betyr ingen endelig passiv kjøleribbe?
Den gjenværende tillatte kjøleribbemotstanden er null eller negativ etter at leddene for overgang til kapsling og grensesjikt har brukt opp temperaturbudsjettet. Å forbedre kjøleribben alene kan ikke oppfylle disse modellerte inngangsverdiene med en endelig positiv motstand. Reduser effekt eller omgivelsestemperatur, forbedre de andre leddene i varmeveien eller revider den begrunnede grensen.
Hvorfor viser null effekttap ingen krav til kjøleribbe?
Med null varme i denne stasjonære modellen er overgangstemperaturen lik omgivelsestemperaturen, og det finnes ingen effektbasert kjøleribbemotstand å beregne. Omgivelsestemperaturen må fortsatt sammenlignes med overgangsgrensen. Verktøyet godtar null effekttap, men krever en positiv total termisk motstand.