Elektrik ve elektronik

Transistör termal ve soğutucu hesaplayıcısı

Eklem sıcaklığı, termal pay, azami kayıp gücü ve gerekli soğutucu termal direncini tahmin edin.

Girdiğiniz değerler

Sonuçlarınız

Tahmini eklem sıcaklığı: —

Sıcaklık payı: —

Sıcaklık artışı: —

Tahmini azami kayıp gücü: —

Azami soğutucu termal direnci: —

Formül—

Jonksiyon sıcaklığını tahmin edin ve soğutucu termal direncini karşılaştırın

Güç kaybı bilinen bir transistörün veya başka bir elemanın kararlı durum jonksiyon sıcaklığını tahmin edin. Soğutucusuz kılıf modelini veya kılıf, montaj ara yüzü ve soğutucu üzerinden seri bir ısı yolunu seçin. Sıcaklık artışını, payı ve modellenen maksimum güç kaybını karşılaştırın. Hesaplama geçici ısınmayı, elemanlar arasındaki termal etkileşimi veya PCB üzerinden paralel ısı yollarını simüle etmez.

Adım adım

Soğutuculu veya soğutucusuz çalışmayı seçin ve elemanın güç kaybını W olarak girin. Yüke aktarılan gücü değil, elemanda üretilen ısıyı kullanın. MOSFET hesaplayıcısından gelen bir bağlantı transistör kaybı tahminini önceden doldurabilir; bu değeri hedeflediğiniz çalışma koşuluna göre kontrol edin.
Ortam sıcaklığını ve seçtiğiniz jonksiyon sıcaklığı sınırını °C olarak girin. Soğutucu yoksa jonksiyondan ortama direnç θJA'yı girin. Soğutucu varsa jonksiyondan kılıfa θJC, kılıftan soğutucuya θCS ve soğutucudan ortama θSA değerlerini °C/W olarak girin.
Jonksiyon sıcaklığını, sıcaklık artışını ve payı birlikte okuyun. Girilen soğutucu direncini hesaplanan maksimum gereksinimle karşılaştırın. Sonucu incelemek için güç kaybını, ortamı veya termal direnci değiştirin; ardından uygun çalışma payı bırakın ve fiziksel montajı doğrulayın.

Ayarlar ve sınırlar

Isı yolu ve ortam: Soğutucusuz model θJA'yı kullanır; soğutucu modu θJC + θCS + θSA değerlerini toplar. Jonksiyon sıcaklığı, ortam sıcaklığına güç kaybı ile toplam termal direncin çarpımının eklenmesidir. Montaj yakınındaki yerel çalışma ortamı sıcaklığını kullanın. Termal direnç kılıfa, PCB'ye, montaj ara yüzüne, hava akışına ve kuruluma bağlıdır; veri sayfasındaki değer için uyumlu koşullar gerekir.
Jonksiyon sınırı ve güç payı: Jonksiyon sınırı, parça numarasından çıkarılan bir sınır değil, sizin seçtiğiniz bir değerdir. Pay, bu sınırdan tahmini jonksiyon sıcaklığının çıkarılmasıdır. Modellenen maksimum güç kaybı, kullanılabilir sıcaklık artışının toplam termal dirence bölünmesidir; ortam zaten sınırın üzerindeyse alt sınırı sıfırdır.
Gereken soğutucu direnci: İzin verilen maksimum θSA, (jonksiyon sınırı − ortam) / güç kaybı − θJC − θCS'dir. Daha düşük pozitif θSA, bu modelde daha küçük sıcaklık artışı sağlar. Gereken değer ortam ve güçle değişir; bir soğutucu seçmez veya aynı soğutucuyu paylaşan başka bir elemanı hesaba katmaz.

Uygulamalı örnek

5 W güç kaybı, 40 °C ortam ve 125 °C jonksiyon sınırı ile soğutucu modunu seçin. θJC = 2 °C/W, θCS = 0.5 °C/W ve θSA = 10 °C/W girin. Toplam direnç 12.5 °C/W, sıcaklık artışı 62.5 °C ve jonksiyon sıcaklığı 102.5 °C olur.

Beklenen sonuç
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

Pay 22.5 °C, modellenen maksimum güç kaybı 6.8 W ve maksimum soğutucu direnci 14.5 °C/W'tır. Yalnızca θSA'yı 20 °C/W yapmak jonksiyon sıcaklığını 152.5 °C, payı −27.5 °C yapar. Soğutucu olmadan girilen 20 °C/W θJA değeri, aynı güç ve ortam için bunun yerine 140 °C jonksiyon sıcaklığı verir.

Sorular ve sorun giderme

Veri sayfasındaki θJA değerini herhangi bir PCB için kullanabilir miyim?

θJA, belirtilen kart ve çevresi üzerinden ısı transferini içerir; dolayısıyla yalnızca kılıfa ait evrensel bir sabit değildir. PCB'niz, hava akışı ve muhafazanız için gerekçelendirilmiş bir değer kullanın veya montajın özelliklerini ölçün. Karttaki bakırı veya yakındaki ısı kaynaklarını değiştirmek etkin yolu değiştirebilir.

Sonlu termal dirençli pasif soğutucu bulunamaması ne anlama gelir?

Jonksiyondan kılıfa ve ara yüz terimleri sıcaklık bütçesini tükettikten sonra kalan izin verilebilir soğutucu direnci sıfır veya negatiftir. Yalnızca soğutucuyu iyileştirmek, sonlu pozitif dirençle bu model girdilerini karşılayamaz. Gücü veya ortam sıcaklığını azaltın, yolun diğer terimlerini iyileştirin ya da gerekçelendirilmiş sınırı yeniden değerlendirin.

Sıfır güç kaybında neden soğutucu gereksinimi gösterilmiyor?

Bu kararlı durum modelinde ısı sıfırken jonksiyon sıcaklığı ortam sıcaklığına eşittir ve güce dayalı hesaplanacak bir soğutucu direnci yoktur. Ortam yine de jonksiyon sınırıyla karşılaştırılmalıdır. Araç sıfır güç kaybını kabul eder ancak pozitif toplam termal direnç gerektirir.