熱分析是個很麻煩的事情,有很多軟件可以做這件事情,事實上很大一部分的工作是機(jī)構(gòu)工程師做的,他們根據(jù)我們提供的一些參數(shù)得到如下圖所示的結(jié)果:
我們也有我們需要做的事情,因為我們在實際的時候不可能在一開始就把PCB板布好,我們需要做一些初步的計算,知道每個元件在獨立的情況下,他們的散熱和溫度情況。
我們要分析的東西首先注明:
三極管,二極管,Mos管,電阻,繼電器
芯片 (單片機(jī), 穩(wěn)壓器, 驅(qū)動)
電容(一般是ESR大的需要分析)
PCB板的大電流線
當(dāng)然我們的步驟是比較簡單的,首先確定環(huán)境溫度,然后計算最大功率下,元件的結(jié)溫。判斷的方法就是把那些散熱功率=85%×額定功率和大于1/4W的器件,我們就需要注意他們了。
穩(wěn)態(tài)功耗的計算
下面把所有的公式羅列出來:
單片機(jī)的工作電流是和頻率有關(guān)系的:
電容熱計算和紋波電壓和ESR有關(guān)不詳細(xì)敘述了。
這里要補(bǔ)充一些內(nèi)容,對于齊納管和TVs或者壓敏電阻來說,更多的是能量擊穿,因此算脈沖能量積分是更有意義的事情,如果算散發(fā)功率可能得出錯誤的結(jié)論,也建議大家可以在瞬態(tài)的時候使用拉普拉斯方法計算或者直接去求助仿真工具。
計算結(jié)溫的一般方法是:
封裝不一樣熱阻是不一樣的,以三極管為例:
另外就是額定功率可能隨著環(huán)境溫度變化,如電阻的額定功率圖:
以上介紹都是熱分析中最簡單的一部分,實際上熱阻是變化的,因此這是個很麻煩的事情,我想花些時間把這些東西討論清楚。
最后補(bǔ)充一點的是:我們不僅僅只是分析每個元件的功率,也要確定把高熱的器件給劃分出來,這對于PCB布板來說意義重大。以后可以整理一個實例,給大家看看在一堆高熱區(qū)域中不謹(jǐn)慎會帶來什么結(jié)果。