估算熱插拔MOSFET的瞬態(tài)溫升—第1部分

　　圖 1 MOSFET SOA 曲線表明了允許能耗的起始點

　　在《電源設計小貼士9》中，我們討論了一種電氣等效電路，用于估算系統(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。在本設計小貼士中，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，其溫升可以根據能量 (Q)、質量 (m) 和比熱 (c) 計算得到，即：

　　表 1 列出了一些常見材料及其比熱和密度，其或許有助于建模熱插拔器件內部的散熱電容。

　　表 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。這樣便可以使用圖 2 所示的模型結構。

　　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。遍及整個網絡的電壓代表高于環(huán)境的溫升。

　　圖 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絡中。該模型可以進行環(huán)境和 DC 模擬，可幫助根據制造廠商提供的 SOA 曲線圖進行一些保守計算。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行討論。