电源芯片工作温度的计算
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芯片工作温度的计算
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发表于 2017/10/19 9:20:41 阅读(2494) 评论(0)
经常在看芯片手册的时候会看到芯片的工作温度,存储温度以及结温,不是非常了解这些温度的测试标准以及具体含义,下面梳理一下这些温度的具体意义,主要参考《JEDEC EIA/JESD 51-X Series Standards》标准。
1. 参数基本定义
TJ:芯片结温(Die junction temperature, °C)
TC:芯片封装表面温度(Package case temperature, °C)
TB:放置芯片的PCB板温度(Board temperature adjacent to package, °C)
TT:芯片封装顶面中心温度(Top of package temperature at center, °C)
TA:芯片周围空气温度(Ambient air temperature, °C)
qJA:硅核到周围空气的热阻系数(Thermal resistance junction-to-ambient, °C/W)
qJC:硅核到封装表面的热阻系数(Thermal resistance junction-to-case, °C/W)
qJB:硅核到PCB板的热阻系数(Thermal resistance junction-to-board, °C/W)
YJB:硅核到PCB板的特征参数(Junction-to-board characterization parameter,°C/W)
YJT:硅核到封装顶部的特征参数(Junction-to-top (of package) characterization parameter, °C/W)
P:设备功耗(Power dissipated by device, Watts)
2. 温度测量及结温计算
下图是热阻计算公式的总结,通过下面的公式,可以通过手册中的可获取的参数,计算得到芯片工作的实际结温。
图1 热阻计算公式总结
2.1 TA测量及TJ计算器
图2 TA温度测试点
热阻计算公式:qJA =(TJ- TA)/P
公式变换:TJ = TA + qJA*P
2.2 TC测量及TJ计算器
一般TC温度测试点有三种情况:
图3 顶面导电封装
图4 顶层导电封装
图5 底层导电封装
热阻计算公式:qJC=(TJ- TC)/P
公式变换:TJ = TC + qJC*P
2.3 TB测量及TJ计算器
3.1 有绝缘层测试
图6 TB PCB板测试点(有绝缘层)
热阻计算公式:qJB=(TJ- TB)/P
公式变换:TJ = TB + qJB*P
3.1 无绝缘层测试
图7 TB PCB板测试点
热阻计算公式:YJB=(TJ- TB)/P
公式变换:TJ = TB + YJB*P
图8 YJT测试方法
热阻计算公式:YJC=(TJ- TT)/P
公式变换:TJ = TT + YJC*P
Eg:
比如一个芯片热阻:qJA=55°C/W,测试得到工作环境温度:TA = +35°C,工作功耗:P=0.6W
则可以计算结温:TJ = 35°C + (55°C/W * 0.6W) = 68°C
注:一般要求TA不要超过手册要求,结温也要低于手册要求并要留有余量(10~15°C为宜)
下面看一下实际数据手册的数据,要保证芯片安全温度的工作,环境温度TA应该满足在-10~70°C范围内,并且最后计算出来的结温应该低于120°C(留有15°C余量)。
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