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估算MOSFET熱插拔的暫態溫度上升幅度(下)

上網時間: 2011年12月12日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:MOSFET  熱插拔  暫態溫度  熱阻抗  模型 

本文研究可估算熱插拔 MOSFET 溫度升高的簡單方法。第一部分(上集)已討論如何計算電路類比溫度升高的幅度,以熱能為電流來源的模型;根據系統元件的物理屬性,計算得出熱阻抗和散熱電容,網路上的電壓可表示個別溫度。本文將圖一所示的模型暫態響應,與圖三所示的安全操作區 (SOA)曲線部分進行比較。

根據 CSD17312Q5 MOSFET、引線框架 (leadframe) 及掛載 MOSFET 的印刷電路板 (PWB) 的物理屬性,估算得出圖一的各值。檢視模型時,可以確定幾個重點:PWB到環境電阻(105℃/W) 為連向環境的最低電阻路徑,並且設定電路的允許 DC 耗損。將溫度升高限制在 100℃,可將電路允許的 DC 耗損設定為 1 W。

其次, 10 秒鐘的 PWB 相關時間常數,使電路板需要相當長的時間才能完全發熱。因此,電路可以承受更大的電源突波(burst);例如,在一次短促的脈衝期間,所有熱能對晶片散熱電容充電,同時以較小程度對引線框架散熱電容充電。

假設所有能源都儲存於晶片電容中,並求解等式 (dV = I * dt / C) 得出 I,即可估算晶片電容器可以儲存多少能源。結果是 I =dV * C /dt = 100 oC * 0.013F / 1 ms =1300 W;這與圖三 的 SOA 曲線相一致。

請下載PDF文件,以閱讀完整文章。

作者:Robert Kollman / 德州儀器(TI)





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