估算热插拔MOSFET的瞬态温升（2部分）

来源：华强电子网作者：华仔浏览：176 时间：2017-03-17 16:46

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摘要：本文中，我们把图 1 所示模型的瞬态响应与图 3 所示公开刊发的安全工作区域(SOA 曲线)部分进行了对比。图 1 将散热容加到 DC 电气模拟电路上根据 CSD17312Q5 MOSFET、引线框以及贴装 MOSFET 的印制电路板 (PWB) 的物理属性，估算得到图 1 的各个值。在查看模型时，可以确定几个重要的点。PWB 到环境电阻(105oC/W)为到环境的最低电阻

本文中，我们把图 1 所示模型的瞬态响应与图 3 所示公开刊发的安全工作区域(SOA 曲线)部分进行了对比。

src="//img.hqew.com/File/Images/0-9999/0/HR/201731716477701882.jpg" width="500" /><p> </p><p>图 1 将散热容加到 DC 电气模拟电路上</p><p>根据 CSD17312Q5 MOSFET、引线框以及贴装 MOSFET 的印制电路板 (PWB) 的物理属性，估算得到图 1 的各个值。在查看模型时，可以确定几个重要的点。PWB 到环境电阻(105oC/W)为到环境的最低电阻通路，其设定了电路的允许 DC 损耗。将温升限制在 100oC，可将电路的允许 DC 损耗设定为 1 瓦。其次，存在一个 10 秒钟的 PWB 相关时间恒量，所以其使电路板完全发热的时间相当长。因此，电路可以承受更大的电脉冲。例如，在一次短促的脉冲期间，所有热能对芯片热容充电，同时在更小程度上引线框对热容充电。通过假设所有能量都存储于裸片电容中并求解方程式(dV = I * dt / C)得到 I，我们可以估算出芯片电容器可以存储多少能量。结果是，I =dV * C /dt = 100 oC * 0.013F / 1ms =1300 瓦，其与图 3 的 SOA 曲线图相一致。</p><p>图 2 显示了图 1 的仿真结果以及由此产生的电压响应。其功耗为 80 瓦，不同的时间恒量一眼便能看出。绿色曲线为裸片温度，其迅速到达一个 PWB 相关恒定电压(蓝色曲线)。您还可以看到一个引线框的第二时间恒量(红色曲线)，其稍微有一些滞后。最后，您还可以看见 PWB 的近似线性充电，因为大多数热能(电流)都流入其散热电容。</p><p> </p><img height="312" alt=

图2热能流入PWB 时明确显示的三个时间恒量

我们进行了一系列的仿真，旨在验证模型的准确性。图 3 显示了这些仿真的结果。红色标注表示每次仿真的结果。将一个固定电源(电流)放入电路中，相应间隔以后对裸片电压(温升)进行测量。模型始终匹配 SOA 曲线。这样做的重要性是，您可以使用该模型的同时使用不同的散热片和 PWB 参数。例如，该 SOA 数据是针对缺乏强散热能力的最小尺寸 PWB。我们可以增加电路板尺寸来降低其环境热阻，或者增加铜使用量来提供更好的热传播最终降低温度。增加铜使用量也可以提高散热能力。

$src="//img.hqew.com/File/Images/0-9999/0/HR/2017317164717417460.jpg" width="500" /><p> </p><p>图 3 散热模型与指示点的 MOSFET CSD17312 SOA 曲线一致</p> </div> </div> <div class="tech-detail-share">  <div class="bdsharebuttonbox"> <a href="##" class="bds_qzone" data-cmd="qzone" title="分享到QQ空间"></a> <a href="##" class="bds_tsina" data-cmd="tsina" title="分享到新浪微博"></a> <a href="##" class="bds_weixin" data-cmd="weixin" title="分享到微信"></a> <span>分享到:</span> </div> <script>window._bd_share_config = { "common": { "bdSnsKey": {}, "bdText": "", "bdMini": "1", "bdMiniList": false, "bdPic": "", "bdStyle": "2", "bdSize": "16" }, "share": {} }; with (document) 0[(getElementsByTagName($

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