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電源設(shè)計小貼士 28:估算熱插拔 MOSFET 的瞬態(tài)溫升――第 1 部分

作者: 時間:2011-01-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
在本小貼士以及下次的小貼士中,我們將研究一種熱插拔 的簡單方法。熱插拔電路用于將電容輸入設(shè)備插入通電的電壓總線時限制浪涌電流。這樣做的目的是防止總線電壓下降以 及連接設(shè)備運(yùn)行中斷。通過使用一個串聯(lián)組件逐漸延長新連接電容負(fù)載的充電時間,熱插拔器件可以完成這項工作。結(jié)果,該串聯(lián)組件具有巨大的損耗,并在充電事 件發(fā)生期間產(chǎn)生。大多數(shù)熱插拔設(shè)備的制造廠商都建議您查閱安全工作區(qū)域 (SOA) 曲線,以便設(shè)備免受過應(yīng)力損害。 1 所示 SOA 曲線顯示了可接受能量區(qū)域和設(shè)備功耗,其一般為一個非常保守的估計。 的主要憂慮是其結(jié)溫不應(yīng)超出最大額定值。該曲線以圖形的形式向您表明,由于設(shè)備散熱電容的存在它可以處理短暫的高功耗。這樣可以幫助您開發(fā)一個精確的散熱模型,以進(jìn)行更加保守、現(xiàn)實的。
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1 SOA 曲線表明了允許能耗的起始點
在《小貼士 9》中,我們討論了一種電氣等效電路,用于系統(tǒng)的散熱性能。我們提出在散熱與電流、溫度與 電壓以及散熱與電阻之間均存在模擬電路。在本小貼士中,我們將增加散熱與電容之間的模擬電路。如果將熱量加到大量的材料之中,其可以根據(jù)能量 (Q)、質(zhì)量 (m) 和比熱 (c) 計算得到,即:
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1 常見材料的物理屬性
只需通過估算您建模的各種系統(tǒng)組件的物理尺寸,便可得到散熱電容。散熱能力等于組件體積、密度和比熱的乘積。這樣便可以使用 2 所示的模型結(jié)構(gòu)。
該模型以左上角一個電流源作為開始,其為系統(tǒng)增加熱量的模擬。電流流入裸片的熱容及其熱阻。熱量從裸片流入引線框和封裝灌封材料。流經(jīng)引線框的熱量再流入封裝和散熱片之間的接觸面。熱量從散熱片流入熱環(huán)境中。遍及整個網(wǎng)絡(luò)的電壓代表高于環(huán)境的溫升。
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2 將散熱電容加到 DC 電氣模擬
熱阻和熱容的粗略估算顯示在整個網(wǎng)絡(luò)中。該模型可以進(jìn)行環(huán)境和 DC 模擬,可幫助根據(jù)制造廠商提供的 SOA 曲線圖進(jìn)行一些保守計算。下次,我們將繼續(xù)討論熱插拔旁路組件,敬請期待。我們將對等效電路中的一些散熱時間恒量進(jìn)行討論。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179988.htm


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