2 過程

本節(jié)介紹了一種簡單方法，用于確定安裝在電路板上的 LDO 穩(wěn)壓器的結溫至環(huán)境溫度熱阻抗。請注意，此方法要求 LDO 具有熱關斷功能。由于此功能并非總是包含，因此在繼續(xù)操作之前，必須檢查相關器件的數(shù)據(jù)表。采用此方法時，還需要借助某種方式來調(diào)節(jié)環(huán)境溫度 (T_A) 和器件中耗散的功率 (P_D)。

器件的結溫 (T_J) 由以下公式計算得出：

要使用此公式確定 R_θJA，必須知道所有其他參數(shù)（T_A、P_D 和 T_J）。可以通過溫度計輕松測量環(huán)境溫度，并可以輕松計算出 LDO 中耗散的功率。但是，無法直接測量出結溫。

由于無法測量出結溫，因此必須從公式中刪除此參數(shù)。可以通過巧妙利用器件的熱關斷溫度 (T_SD) 來實現(xiàn)此目的。通過選擇兩組會導致熱關斷的運行條件，可以確定器件的熱阻抗。在這種情況下，運行條件的變化因素包括功率耗散和環(huán)境溫度。

首先，選擇一個合適的功率耗散水平。對于 LDO，可以通過以下公式計算得出：

請注意，LDO 的靜態(tài)電流（I_q，也稱為接地電流）通常很小，在功率計算中可以忽略不計。因此，耗散的功率可以很容易地隨輸入電壓、輸出電壓或輸出電流而變化。

接下來，增加環(huán)境溫度，直至達到熱關斷溫度。這通常意味著內(nèi)部通道元件已關閉，進而導致 LDO 的輸出電壓接近 0V。在這種情況下，LDO 就不再消耗功率，其結溫會降低到足以重新開啟。由于可能在導通和關斷狀態(tài)之間來回循環(huán)，因此最好通過監(jiān)控示波器上的輸出電壓隨時間變化的情況來檢測熱關斷。另外，請記住，溫度通常變化緩慢；應在環(huán)境設定點遞增后留出足夠的時間以達到熱平衡。達到熱關斷溫度后，讓器件冷卻，并確保其仍可正常運行。

選擇另一個功率耗散水平并重復前面的流程，以確定器件關斷所需的新環(huán)境溫度水平。知道兩組運行條件后，就可以使用以下方法來計算熱阻抗：

因為在這兩種情況下都達到了熱關斷溫度，

因此，

可以重寫該公式來定義熱阻抗：

執(zhí)行此流程時，請記住一些額外事項：

• 通常可以通過選擇 0W 的初始功率耗散來簡化計算。這樣還可以測量器件的關斷溫度。
• 器件必須在初始啟動溫度下達到熱平衡，然后才能繼續(xù)加熱至 T_A^' 或 T_A^''。對于較小的 PCB（如德州儀器 (TI) EVM），建議在初始溫度和負載下停留 30 分鐘。對于較大的電路板或系統(tǒng)，可能需要更長的停留時間。
• 以遠低于被測電路板熱時間常數(shù)的速率增加環(huán)境溫度。例如，德州儀器 (TI) 在內(nèi)部以大約 1°C/分鐘的速度加熱 EVM。以至少為 0.1°C 的分辨率記錄關斷溫度，以便于準確計算。
• 電流限制等器件特性會導致實際功率耗散小于所需值，因此建議通過測量輸入電壓、輸出電壓和輸出電流來仔細檢查功率耗散。
• 熱阻抗還會隨器件上的空氣流量而顯著變化。為完成保守測量，應確保測試期間的空氣流量小于正常運行期間的預期空氣流量。