热分析的基本参数与概念.doc

ConfidentialREPORTTitle of documentProject nameProject numberAuthorReleaseDepartmentFile nameCreation dateExecutive Summary Table of Contents1Introduction31.1基本参数介绍32Activities42.1Theta-ja (ja) Junction-to-Ambient42.1.1测量方法42.1.2节温计算公式62.2Theta-jc (jc) Junction-to-Case62.2.1测量方法62.2.2节温计算公式62.2.3jc与ja的关系72.3Theta-jb (jb) Junction-to-Board72.3.1测量方法82.3.2节温计算公式82.3.3jc与ja的关系82.4的含义92.4.1jb92.4.2jc92.5各种封装的散热效果92.5.1TI PowerPAD封装的使用注意事项103Results123.1关于ja jc JB, JT使用问题124Discussion124.1热仿真软件的使用125Conclusions125.1126Abbreviations, Definitiones, Glossary136.1137Version13Contents1 Introduction1.1 基本参数介绍一般包括三个参数 q ja, jc , jb ，三种参数所指的散热图示如下。Ta，Tb，Tc的测试点如下：Tc: 芯片外壳的温度（其中Tt指芯片顶部，Tp指芯片底部。于Tc通用）Tb：芯片管脚接触于PCB处温度Ta: 芯片周围空气温度Tj: 芯片内部PN节温度，此温度一般150，否则造成芯片烧毁。2 Activities2.1 Theta-ja (ja) Junction-to-AmbientPN节到空气的热阻。单位 / W。2.1.1 测量方法器件说明书中的JA是根据JESD51标准给出的，其标准环境是指将器件安装在较大的印刷电路板上，并置于1立方英尺的静止空气中。ja与PCB叠层结构、芯片焊盘大小、高度等均有关系，故因此说明书中的数值（实验室数据）没有太大的参考价值。但目前只能如此计算。2.1.2 节温计算公式Tjunction = Tambient + (q ja* Power )； Tambient：环境温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率2.2 Theta-jc (jc) Junction-to-CaseJC是结到管壳的热阻，管壳可以看作是封装外表面的一个特定点。此参数最是为预估有散热器的器件设计的。2.2.1 测量方法2.2.2 节温计算公式Tjunction=Tcase+ ( jc * Power )Tcase：芯片外壳温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率一般有散热片的情况下计算公式：Tjunction=Tambient+ ( ( jc + cs + sa ) * Power )cs：芯片外壳到散热片的热阻sa：散热片到空气的热阻Tambient：环境温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率其中cs的计算公式如下：2.2.3 jc与ja的关系亦可认为存在如下公式ja =( jc + ca)2.3 Theta-jb (jb) Junction-to-Board是指从结到电路板的热阻，它对结到电路板的热通路进行了量化。jb通常的测量位置在电路板上靠近封装处，即1.1节图表所示。2.3.1 测量方法2.3.2 节温计算公式Tjunction=TPCB+ ( jb * Power )TPCB：PCB处温度Tjunction：芯片PN节温度Power：芯片消耗功率2.3.3 jc与ja的关系亦可认为存在如下公式jb =( jc + bb +ba)2.4 的含义和之定义类似，但不同之处是 是指在大部分的热量传递的状况下，而是指全部的热量传递。在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此之定义比较符合实际系统的量测状况。2.4.1 jbJB是结到电路板的热特性参数，单位是C/W。热特性参数与热阻是不同的。与热阻JB测量中的直接单通路不同，JB测量的元件功率通量是基于多条热通路的。由于这些JB的热通路中包括封装顶部的热对流，因此更加便于用户的应用。Tjunction=TPCB+ ( jb * Power )2.4.2 jcTjunction=Tcase+ ( jc * Power ) (此时不能加散热片)2.5 各种封装的散热效果由图可见，BGA封装的散热效果最佳。2.5.1 TI PowerPAD封装的使用注意事项PCB Layout 如上。由上图可见，背贴器件的封装上的过孔，将极大减少热阻，故PCB设计中注意保证器件底部的过孔数量。3 Results3.1 关于ja jc JB, JT使用问题ja计算仅用于理想的PCB理想的贴装，理想的环境。jc只有那种特别大的封装才有意义TO220，同时附加有散热片因为直接传导占据最主要的比例。JB, JT, 不同的模型：在正确使用的时候，是一个非常好的模型。目前针对电路的芯片节温估算，由于环境温度为85，只能得到环境温度信息，PCB板或者芯片的Case的温度均不能得到，故只能使用ja 进行大致估算。4 Discussion4.1 热仿真软件的使用(TBD)若使用热仿真软件，则可将各种参数输入，而不仅是只使用ja ，将会得到较精确的仿真参数。5 Conclusions5.16 Abbreviations, Definitiones, Glossary6.17 VersionVersionCommentsDateRevision by0001Initial18/12/2015BaiPage 13 of 13Doc. No.: WI-00000Ver No.: 01Ver Date:00-MMM-2014Information included in this document is the property of IEE S.A. Copy, use or disclosur