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模擬

電子電路模擬基礎

熱模型(Thermal Model)

SPICE模型中還包括用來進行熱模擬的“熱模型(Thermal Model)”和“熱動態模型(Thermal Dynamic Model)”。首先介紹一下熱模型。希望透過以下的介紹能夠大致瞭解熱模型。

熱模型(Thermal Model)

熱模型是用來在電路上進行熱路計算的、相當於暫態熱阻的電路模型。熱阻用R來表示,熱容量用C來表示。下面是熱回路和電氣電路之間的轉換關係。

從公式可以看出,將功耗Pd作為電流I外加於熱模型Rth,可將接合面溫度Tj作為電壓進行監測。

作為參考,下面給出表面安裝型和通孔插裝型的熱模型。
表面安裝型是模擬從晶片到PCB的Rth(j-a)模型,通孔插裝型是模擬從晶片到引腳框架的Rth(j-c)模型。

有些產品的技術規格書中也會提供熱模型。點擊右側的技術規格書圖片可以放大圖片查看,箭頭指向的表格及其下方的電路圖僅供參考。

下面是透過模擬得出的2SCR523UB(通用放大NPN電晶體)的熱模型特性(暫態熱阻)曲線圖。逐步外加恒定電流1A,並監測了Tj引腳的電壓。

接下來是該熱模型的使用示例。在該示例中,監測了電晶體的功率Pd和接合面溫度Tj。對Ta外加適當的偏壓(在此外加25℃=25VDC)。

如上方曲線圖所示,進行切換動作的電晶體2SCR523UB的溫度與切換聯動並上升。這樣可以監測Tj的暫態變化。

重點:

・SPICE模型中還包括用來進行熱模擬的熱模型(Thermal Model)。

・熱模型是用來在電路上進行熱路計算的相當於暫態熱阻的電路模型。

・將功耗Pd作為電流I外加於熱模型Rth,可將接合面溫度Tj作為電壓進行監測。


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