高溫系統(tǒng)設(shè)計的考慮因素
注意,表面貼裝器件如果靠著PCB,引腳間就很容易產(chǎn)生泄露,因為焊劑殘留在裝配結(jié)束后還會留在電路板底部。這些焊劑殘留會吸濕,從而增加高溫時的傳導率。此時,表面貼裝器件中會出現(xiàn)寄生電阻(特性很難預(yù)測),可能會引起其他的電路誤差。要解決這一問題,可以考慮選用尺寸較大的芯片、鷗翼引腳,或在特別敏感的電路區(qū)域采用通孔器件。最后,在裝配過程結(jié)束前再增加一道有效的電路板清洗環(huán)節(jié)(通常采用超聲或皂化劑),無用的殘留幾乎就能全部清除。
設(shè)計人員在設(shè)計惡劣環(huán)境下工作的系統(tǒng)時,必須謹記熱管理要求。即使在用到高溫專用器件時,也應(yīng)考慮與其功耗相關(guān)的自熱效應(yīng)。例如,AD8229的保證工作溫度高達210°C,相當于一個小輸出電流負載。由驅(qū)動高負載或永久故障條件(如輸出短路)造成的額外功耗會增加結(jié)溫,使其超過器件的最大額定值,大大降低放大器的工作壽命。請務(wù)必遵循推薦的散熱指南,并且注意電源調(diào)節(jié)器等鄰近熱源。
即使是高溫電阻,70°C以上時額定功率也會降低。應(yīng)特別注意目標工作溫度時的電阻溫度額定值,尤其是在功耗相當大的情況下。例如,假設(shè)額定值為200°C的電阻在190°C的環(huán)境溫度下工作,如果其因功耗產(chǎn)生的自熱為20°C,那么還是超過了額定值。
雖然許多無源器件可以承受高溫,但其結(jié)構(gòu)可能并不適合長期處于沖擊振動和高溫兼具的環(huán)境。此外,高溫電阻和電容制造商也明確規(guī)定了其在給定溫度下的工作壽命。使所有器件的工作壽命規(guī)格保持匹配對建立高度可靠的系統(tǒng)至關(guān)重要。最后,不要忘了,許多額定值達到高溫的器件可能需要降低額定值,以保持長久工作。
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