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    • 發布時間:2024-07-09 19:36:05
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    MOS管,場效應管熱阻怎么測量
    1、首先,明確兩個概念:
    穩態熱阻:兩處測量點溫差△T,單位時間內通過散熱面的能量為Pd,熱阻RΘ=△T/Pd,單位℃/W。它是一個反映了散熱體散熱性能的參數。熱阻越大,散熱越慢。(字面意思理解也很簡單,阻礙熱量傳遞的能力)
    瞬態熱阻:因為電子器件的溫升并不一定非常平滑。峰值溫度往往比平均溫度更加致命。所以峰值溫度成為了限制器件工作特性的主要因素。
    場效應管熱阻
    溫度的峰值往往出現在脈沖寬度tp較短,占空比D低的情況下,這說明器件的溫升不僅僅與Pd相關了,還和脈沖寬度、脈沖形狀(方波、鋸齒波、正弦波這種的典型波形)、頻率等有關聯。穩態熱阻的局限性就顯現出來了。所以引入了瞬態熱阻,用來衡量電路中開關時刻、浪涌時刻等瞬間的與散熱相關的能力。
    瞬態熱阻的定義:在某一時間間隔的末尾,兩處測試點的溫度變化與引起這一變化的,在該時間間隔開始時按階躍函數變化的耗散功率之比。ZΘ=r(tp,D)RΘ
     r(tp,D)表示脈沖寬度與占空比之間的一個比例。不難看出瞬態熱阻與穩態熱阻具有關聯性。瞬態熱阻反映了散熱體在熱慣性的作用下,在熱傳遞的過程中對熱阻的改變。
    2、結溫與殼溫
    場效應管熱阻
    3、測試電路
    場效應管熱阻
    原理圖
    萬用表測得數據記為UR;
    Mos體二極管電壓、電流記為Uf,If;
    電源電壓記為U。
    測量mos熱阻
    第一步:將電路板置于溫箱中,類似于下圖設備。主要是為了保證靜態無風狀態。加熱后,使其內部達到熱平衡。即Tj=Tc。這個溫度(T1)不能過低,因為溫度過低,結溫和殼溫不可能相同。
    電路中使用的電阻R為2KΩ,緩慢調節電源電壓U至20.7V時(二極管通態壓降為0.6-0.8左右),mos的體二極管電流If達到10mA。
    保持U不變,提高溫度,記錄UR與對應溫度。根據Uf=U-UR,得出下表數據:
    場效應管熱阻
    第二步:將溫箱溫度調回T1,并放入一個熱電偶測量溫箱內環境溫度Ta,進一步確認數據準確性。再連接一個熱電偶至MOS,測量殼溫Tc,如下圖所示。當然實際測量的mos應該已經焊接在電路板上了。
    在保持溫箱溫度不變的情況下。提升If(提高 U),記錄萬用表讀數Uf。根據Pd=Uf*If得到不同時刻的耗散功率。
    第三步,迅速降低If至10mA。即將電源電壓U降低至20.7V。記錄此時的Uf后,去第一步中收集的表格里,找對應的溫度,即Tj。
    最終,按照公式計算熱阻:
    結到殼的熱阻RΘjc=(Tj-Tc)/Pd
    殼到環境的熱阻RΘca=(Tc-Ta)/Pd
    結到環境的熱阻RΘja=(Tj-Ta)/Pd
    寫在最后,其實這種方法誤差不小,是實驗室粗略估計熱阻的一種方式。實施起來其實有很多需要微操的地方。比如第三步中,如何迅速降低If。這個時間越短越好。又比如第一步,你如何評判溫箱里的MOS結溫與殼溫達到熱平衡呢。所以在需求精度高的情況下,應盡量采購專業設備進行測量。
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