熱設計|

TJ的估算:使用θJA的計算範例

2024.01.31

重點

・透過熱阻θJA來估算TJ时,需要功耗P和TA的值。

・根據公式求出TJ並確認它的值在TJMAX以内。

上一篇文章中曾經列出過使用θJA和ΨJT來估算TJ時的基本計算公式。在本文中,將透過一個例子來瞭解使用θJA進行TJ估算的計算範例。

使用θJA進行TJ估算時的計算範例

作為範例,我們將使用LDO線性穩壓器BD4xxM2-C系列的BD450M2EFJ-C
其簡要規格和框圖如下:

・輸入電源電壓:~42V
・輸出電壓:5.0V
・輸出電流:200mA
・電路電流: 40μA(TYP.)
・輸出電壓精度:±2%(包括輸入和負載穩定性)
・輸出電容可使用陶瓷電容
・具有過電流保護(OCP)和過熱保護(TSD)功能
・推薦工作溫度範圍:-40℃~+150℃
・TJMAX=+150℃

HTSOP-J8封裝:4.90×6.00×1.00(mm)

計算範例

根據以下條件設置來計算功耗P。


*VIN在本IC中用VCC來表示。

將值代入計算功耗P的公式中。

在這裡根據環境溫度TA來計算TJ。關於θJA,假設是在安裝於下列電路板上的狀態下,我們根據圖表來求θJA

根據圖表,設θJA為48℃/W,TA為85℃,在這些條件下計算TJ

如前面的規格所示,這款IC的TJMAX為150℃,因此可以判斷該條件是容許範圍內的使用條件。

如果估計會超過TJMAX,則需要更改條件。可以更改的是:降低功耗P、降低環境溫度TA、降低熱阻θJA。但輸入輸出電壓和輸出電流等電氣規格是必要條件,因此通常很難更改。也可以透過增強冷卻來降低TA,但在已經將該項作為設備的運行規格設置好了的情況下,則很難更改。要想降低θJA,可以透過增加實裝電路板的銅箔面積來實現。此外,如果IC有多種封裝可選,則可以選擇具有較小θJA​的封裝。不管怎樣,由於涉及到電路板佈局的更改,因此在設計階段就充分準確地估算TJ是非常重要的。

透過實測來估算TJ

上述計算是基於電源的設計條件進行的,但如果IC已經安裝在電路板上了,則可以透過實際測量功耗P在接近現實條件下來估算TJ。如下圖所示,由於IIN等於ICC+IOUT,所以VIN(VCC)×IIN為輸入IC的總功率,減去輸出功耗VOUT×IOUT得到的值即為IC的功耗P。

使用θJA進行TJ估算的計算範例到此結束。功耗的計算方法通常在IC的技術規格書中會有說明,所以請務必查看技術規格書。

在下一篇中,我們將會瞭解使用ΨJT來計算TJ的範例。

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