Elektryka i elektronika

Kalkulator temperatury tranzystora i radiatora

Oszacuj temperaturę złącza, zapas cieplny, maksymalną moc strat i rezystancję termiczną radiatora.

Twoje dane

Twoje wyniki

Szacowana temperatura złącza: —

Zapas temperatury: —

Wzrost temperatury: —

Szacowana maksymalna moc strat: —

Maksymalna rezystancja termiczna radiatora: —

Wzór—

Oszacuj temperaturę złącza i porównaj rezystancję cieplną radiatora

Oszacuj temperaturę złącza w stanie ustalonym dla jednego tranzystora lub innego elementu o znanej mocy rozpraszanej. Wybierz model obudowy bez radiatora lub szeregowy tor cieplny przez obudowę, styk montażowy i radiator. Porównaj wzrost temperatury, margines i maksymalną modelowaną moc rozpraszaną. Obliczenia nie symulują nagrzewania przejściowego, sprzężenia cieplnego między elementami ani równoległych torów cieplnych przez PCB.

Krok po kroku

Wybierz wariant z radiatorem lub bez i wprowadź moc rozpraszaną w elemencie w W. Użyj ciepła wytwarzanego w elemencie, a nie mocy dostarczanej do obciążenia. Łącze z kalkulatora MOSFET może wstępnie wypełnić oszacowanie strat tranzystora; sprawdź tę wartość dla planowanych warunków pracy.
Wprowadź temperaturę otoczenia i wybraną granicę temperatury złącza w °C. Bez radiatora podaj rezystancję złącze–otoczenie θJA. Z radiatorem podaj rezystancję złącze–obudowa θJC, obudowa–radiator θCS i radiator–otoczenie θSA w °C/W.
Odczytaj łącznie temperaturę złącza, wzrost temperatury i margines. Porównaj wprowadzoną rezystancję radiatora z maksymalną obliczoną dopuszczalną wartością. Zmień moc rozpraszaną, temperaturę otoczenia lub rezystancję cieplną, aby sprawdzić wynik, a następnie zapewnij odpowiedni margines pracy i zweryfikuj fizyczny zespół.

Ustawienia i ograniczenia

Tor cieplny i otoczenie: Model bez radiatora wykorzystuje θJA; tryb z radiatorem sumuje θJC + θCS + θSA. Temperatura złącza to temperatura otoczenia plus moc rozpraszana pomnożona przez całkowitą rezystancję cieplną. Użyj lokalnej temperatury otoczenia w pobliżu zespołu podczas pracy. Rezystancja cieplna zależy od obudowy, PCB, styku montażowego, przepływu powietrza i sposobu instalacji; wartość z dokumentacji wymaga zgodnych warunków.
Granica złącza i margines mocy: Granica temperatury złącza jest wartością wybraną przez użytkownika, a nie parametrem odczytanym z numeru elementu. Margines to ta granica minus oszacowana temperatura złącza. Maksymalna modelowana moc rozpraszana to dostępny wzrost temperatury podzielony przez całkowitą rezystancję cieplną; gdy temperatura otoczenia już przekracza granicę, wynik jest ograniczany do zera.
Wymagana rezystancja cieplna radiatora: Maksymalne dopuszczalne θSA wynosi (granica złącza − temperatura otoczenia) / moc rozpraszana − θJC − θCS. Niższe dodatnie θSA daje w tym modelu mniejszy wzrost temperatury. Wymagana wartość zmienia się wraz z temperaturą otoczenia i mocą; nie wybiera radiatora ani nie uwzględnia innego elementu korzystającego z tego samego radiatora.

Przykład z omówieniem

Wybierz tryb z radiatorem przy mocy rozpraszanej 5 W, temperaturze otoczenia 40 °C i granicy złącza 125 °C. Wprowadź θJC = 2 °C/W, θCS = 0.5 °C/W i θSA = 10 °C/W. Całkowita rezystancja wynosi 12.5 °C/W, wzrost temperatury 62.5 °C, a temperatura złącza 102.5 °C.

Oczekiwany wynik
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

Margines wynosi 22.5 °C, maksymalna modelowana moc rozpraszana 6.8 W, a maksymalna rezystancja radiatora 14.5 °C/W. Zmiana tylko θSA na 20 °C/W daje temperaturę złącza 152.5 °C i margines −27.5 °C. Bez radiatora wprowadzone θJA równe 20 °C/W dałoby zamiast tego temperaturę złącza 140 °C przy tej samej mocy i temperaturze otoczenia.

Pytania i rozwiązywanie problemów

Czy mogę użyć wartości θJA z dokumentacji dla dowolnej PCB?

θJA obejmuje przekazywanie ciepła przez określoną płytkę i otoczenie, więc nie jest uniwersalną stałą samej obudowy. Użyj wartości uzasadnionej dla swojej PCB, przepływu powietrza i obudowy zewnętrznej albo scharakteryzuj zespół. Zmiana miedzi na płytce lub pobliskich źródeł ciepła może zmienić efektywny tor.

Co oznacza brak pasywnego radiatora o skończonej rezystancji cieplnej?

Pozostała dopuszczalna rezystancja radiatora jest zerowa lub ujemna po zużyciu budżetu temperatury przez rezystancję złącze–obudowa i styku montażowego. Sama poprawa radiatora nie może spełnić tych modelowanych danych wejściowych przy skończonej dodatniej rezystancji. Zmniejsz moc lub temperaturę otoczenia, popraw pozostałe składniki toru albo zmień uzasadnioną granicę.

Dlaczego przy zerowej mocy rozpraszanej nie ma wymaganego radiatora?

Przy zerowym cieple w tym modelu stanu ustalonego temperatura złącza jest równa temperaturze otoczenia i nie można obliczyć rezystancji radiatora zależnej od mocy. Nadal trzeba porównać temperaturę otoczenia z granicą złącza. Narzędzie dopuszcza zerową moc rozpraszaną, lecz wymaga dodatniej całkowitej rezystancji cieplnej.