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MOS管热阻的测量方法

一是明确两个概念:

  1. 稳态热阻:两个测量点温差△T,单位时间内散热面的能量为Pd,热阻RΘ=△T/Pd,单位℃/W。它是反映散热体散热性能的参数。。(字面意思理解也很简单,阻碍传热的能力)
  2. 瞬态热阻:因为电子设备的温升不一定很光滑。峰值温度通常比平均温度更致命。因此,峰值温度已成为限制设备工作特性的主要因素。

脉冲宽度的温度峰值常出现tp当占空比低D时,这表明设备的温升不仅与Pd它还与脉冲宽度、脉冲形状(方波、锯齿波、正弦波等典型波形)和频率有关。显示了稳态热阻的局限性。因此,引入了瞬态热阻来衡量电路中开关时间和浪涌时间的散热能力。

瞬态热阻的定义:在一定时间间隔结束时,两个测试点的温度变化与时间间隔开始时阶跃函数变化的耗散功率之比。

ZΘ=r(tp,D)RΘ

r(tp,D)表示脉冲宽度与占空比之间的比例。不难看出,瞬态热阻与稳态热阻有关。瞬态热阻反映了散热器在热惯性的作用下传热过程中热阻的变化。

2、结温与壳温

3、测试电路

原理图

万用表测量数据记录为UR;

Mos二极管电压和电流记录为Uf,If;

电源电压记为U。

实物图

测量mos热阻

第一步:将电路板放入温箱中,类似于下图设备。主要是为了保证静态无风。加热后,使其内部达到热平衡。也就是说Tj=Tc。这个温度(T1)不能太低,因为温度太低,结温和壳温不能一样。

电路中使用的电阻R为2KΩ,慢慢调节电源电压U至200.7V(二极管通态压降为0.6-0.8左右),mos体二极管电流If达到10mA。

保持U不变,提高温度,记录UR对应温度Uf=U-UR,下表数据:

Uf 数据1 数据2
Tj 数据1 数据2

第二步:调回温箱温度T1.将热电偶放入温箱中测量环境温度Ta,进一步确认数据的准确性。连接热电偶MOS,测量壳温Tc,如下图所示。当然,实际测量mos电路板焊接在电路板上,下图是为了示意。

保持温箱温度不变。If(提高U),记录万用表读数Uf。根据Pd=Uf*If获得不同时刻的耗散功率。

第三步,快速减少If至10mA。将电源电压U降至20.7V。记录此时的Uf之后,去第一步收集的表格,找到相应的温度,即Tj。

最后,热阻按公式计算:

结壳的热阻RΘjc=(Tj-Tc)/Pd

壳体对环境的热阻RΘca=(Tc-Ta)/Pd

结合环境的热阻RΘja=(Tj-Ta)/Pd

最后,其实这种方法误差不小,是实验室粗略估计热阻的一种方法。其实需要微操的地方很多。比如第三步,如何快速减少?If。时间越短越好。第一步是如何判断温箱里的温箱MOS结温与壳温达到热平衡。因此,在需求精度高的情况下,应尽量采购专业设备进行测量。

标签: uf4007二极管的参数

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