El och elektronik
Kalkylator för transistortemperatur och kylfläns
Uppskatta övergångstemperatur, temperaturmarginal, maximal effekt och kylflänsens erforderliga termiska resistans.
Dina värden
Dina resultat
- Uppskattad övergångstemperatur
- —
- Temperaturmarginal
- —
- Temperaturökning
- —
- Uppskattad maximal effekt
- —
- Kylflänsens maximala termiska resistans
- —
—Uppskatta övergångstemperatur och jämför kylflänsens termiska motstånd
Uppskatta övergångstemperaturen i stationärt tillstånd för en transistor eller annan komponent med känd effektförlust. Välj en modell för en kapsel utan kylfläns eller en värmeväg i serie genom kapsel, monteringsgränsskikt och kylfläns. Jämför temperaturökning, marginal och maximal modellerad effektförlust. Beräkningen simulerar inte transient uppvärmning, termisk koppling mellan komponenter eller parallella värmevägar genom PCB.
Steg för steg
- Välj med eller utan kylfläns och ange komponentens effektförlust i W. Använd värmen som genereras i komponenten, inte effekten som levereras till lasten. En länk från MOSFET-kalkylatorn kan fylla i dess uppskattade transistorförlust; kontrollera värdet mot avsedda driftförhållanden.
- Ange omgivningstemperatur och vald gräns för övergångstemperatur i °C. Utan kylfläns anger du termiskt motstånd från övergång till omgivning θJA. Med kylfläns anger du övergång till kapsel θJC, kapsel till kylfläns θCS och kylfläns till omgivning θSA i °C/W.
- Läs övergångstemperatur, temperaturökning och marginal tillsammans. Jämför kylflänsens angivna motstånd med det maximala beräknade kravet. Ändra effektförlust, omgivning eller termiskt motstånd för att undersöka resultatet och lägg sedan in lämplig driftmarginal och verifiera den fysiska monteringen.
Inställningar och begränsningar
- Värmeväg och omgivning
- Modellen utan kylfläns använder θJA; kylflänsläget summerar θJC + θCS + θSA. Övergångstemperaturen är omgivningstemperaturen plus effektförlusten gånger totalt termiskt motstånd. Använd den lokala omgivningstemperaturen nära monteringen under drift. Termiskt motstånd beror på kapsel, PCB, monteringsgränsskikt, luftflöde och installation; ett databladsvärde kräver förenliga förhållanden.
- Övergångsgräns och effektmarginal
- Övergångsgränsen är ett värde du väljer, inte ett märkvärde härlett från ett artikelnummer. Marginalen är den gränsen minus uppskattad övergångstemperatur. Maximal modellerad effektförlust är den tillgängliga temperaturökningen delat med totalt termiskt motstånd, begränsad till noll när omgivningen redan är över gränsen.
- Erforderligt kylflänsmotstånd
- Högsta tillåtna θSA är (övergångsgräns − omgivningstemperatur) / effektförlust − θJC − θCS. Ett lägre positivt θSA ger mindre temperaturökning i denna modell. Det erforderliga värdet ändras med omgivning och effekt; det väljer inte en kylfläns och tar inte hänsyn till en annan komponent som delar den.
Genomgånget exempel
Välj kylflänsläge med 5 W effektförlust, omgivningstemperatur 40 °C och övergångsgräns 125 °C. Ange θJC = 2 °C/W, θCS = 0.5 °C/W och θSA = 10 °C/W. Totalt motstånd är 12.5 °C/W, temperaturökningen 62.5 °C och övergångstemperaturen 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 |
Marginalen är 22.5 °C, maximal modellerad effektförlust 6.8 W och högsta kylflänsmotstånd 14.5 °C/W. Om bara θSA ändras till 20 °C/W blir övergångstemperaturen 152.5 °C och marginalen −27.5 °C. Utan kylfläns skulle ett angivet θJA på 20 °C/W i stället ge övergångstemperaturen 140 °C vid samma effekt och omgivning.
Frågor och felsökning
Kan jag återanvända ett θJA-värde från ett datablad för vilket PCB som helst?
θJA omfattar värmeöverföring genom det angivna kortet och omgivningen, så det är inte en universell konstant enbart för kapseln. Använd ett värde som är motiverat för ditt PCB, luftflöde och hölje, eller karakterisera monteringen. Ändrad kopparmängd på kortet eller närliggande värmekällor kan ändra den effektiva värmevägen.
Vad betyder ingen ändlig passiv kylfläns?
Det återstående tillåtna kylflänsmotståndet är noll eller negativt efter att termerna för övergång till kapsel och gränsskikt har förbrukat temperaturbudgeten. Att förbättra enbart kylflänsen kan inte uppfylla dessa modellerade indata med ett ändligt positivt motstånd. Minska effekt eller omgivningstemperatur, förbättra de andra delarna av värmevägen eller ändra den motiverade gränsen.
Varför visar noll effektförlust inget kylflänskrav?
Med noll värme i denna stationära modell är övergångstemperaturen lika med omgivningstemperaturen och det finns inget effektbaserat kylflänsmotstånd att beräkna. Omgivningen måste fortfarande jämföras med övergångsgränsen. Verktyget accepterar noll effektförlust men kräver ett positivt totalt termiskt motstånd.