Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
где ТА(тах) - максимально допустимая температура окружающей среды; TJ(max) - максимально допустимая температура перехода, 125 °С или самая наименьшая из температур, при которой происходит тепловой уход; PF(AV) - средняя мощность рассеяния при прямом включении; PR(AV) - средняя мощность рассеяния при обратном включении; ReJA - тепловое сопротивление переход-окружающая среда.
Рис. 4.1,4.2 и 4.3 иллюстрируют зависимость, определенную уравнением 4.1. Рабочую температуру можно рассчитать с помощью уравнения:
= Tj(max) — ReJA^rcav) (4.2)
Подставив уравнение 4.2 в выражение 4.1, получим:
^АСтах) = Tr — ^eJA^rcav) (4-3)
Проверка уравнений 4.2 и 4.3 показывает, что TR - это температура окружающей среды, при которой происходит тепловой уход, a T1 = 125 °С - температура при нулевой мощности в прямом включении. Переход от одних граничных условий
Таблица 4.5. Электрические характеристики диодов Шоттки
ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЛЕКТУЮЩИХ ЩЩ
20
30
[432] ПРИЛОЖЕНИЕ 4
125
Vr Обратное напряжение, В
Рис 4.3. Максимальная рабочая температура для диода 1 N5819
к другим отчетливо виден на графиках рис. 4.1, 4.2, 4.3 как разница в изменении наклона кривой вблизи точки 115 °С. Данные для рис. 4.1, 4.2, 4.3 получены при постоянном токе. В табл. 4.6 указаны рекомендуемые множители для эквивалентного постоянного напряжения. Расчет производится следующим образом:
UrPKB) = Цп(рк) х ^ (4.4)
Множитель F получен при анализе свойств различных выпрямительных схем и обратных характеристик диодов Шоттки.
Таблица 4.6. Значения множителя F
Схема Однополу- Двухполупери- Двухполупериодная
периодная одная мостовая с центральным отводом
нагрузка резистивная емкостная резистивная емкостная резистивная емкостная
Синусо- 0,5 1,3 0,5 0,65 1,0 1,3
идальные
колебания
Меандр 0,75 1,5 0,75 0,75 1,5 ' 1,5
Пример расчета
Определите значение ТА(П1ах) для диода 1N5818, работающего в источнике питания постоянного тока напряжением 12 В, где используется мостовая схема с емкостным
_ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЛЕКТУЮЩИХ \Щ]
Рис, 4.4. Тепловое сопротивление диодов в установившемся режиме
фильтром, у которого IDC = 0,4 A (IF(AV) = 0,5 A), I(FM)/ I(AV) = Ю, входное напряжение = 10 В, R6jA = 80°С/Вт.
Шаг 1: определим UR(3KB). Возьмем множитель F = 0,65 из табл. 4.6:
UR(,kb.) = 1.41 X 10 ж 0,65 = 9,2 В
Шаг 2: определим TR по рис. 4.2, TR = 109 0C:
UR = 9.2В, a R6JA = 80 °С/Вт
Шаг 3: определим PF(AV) по рис. 4.4, PF(AV) = 0,5 Вт (значения даны для диода 1N5818. Мощность диода 1N5817 чуть ниже из-за его более низкого прямого напряжения и больше для диода 1N5819):
-Ьи-= 10, a IF(AV)=0,5A
1(av)
Шаг 4: определим ТА(мах) из уравнения 4.3: ТА(тах)= 109-80x0,5 = 69 0C Примечание 2. Монтажные данные
При подготовительных работах или в случае, если температура в точке пайки не может быть измерена, для методов монтажа, показанных на рис. 4.7, руководствуйтесь данными по тепловым сопротивлениям переход-окружающая среда из табл. 4.7.
434! ПРИЛОЖЕНИЕ 4
0,05 I-1-1-1-1-1-1—I-1-1-1-1-1
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 4,0
If(av), средний прямой ток, A
Рис 4.5. Мощность рассеяния при прямом включении диодов____
Юс
Рис. 4.6. Тепловая характеристика
диодов
Ск&ажность = tp/t1
Ppk, пико&ая мощность — это пикоЬое значение эквивалентного импульса меандра -
ДТл=Ррк' RojL(D+(1-D)-r(ti +tp")+r(tp)-r(ti)),
где ДТл. раВна увеличению температуры перехода по сравнению с температурой ВыВода,
r(t) = нормированное значение неустаноВиВшегося теплоВога сопротивления Во Времени, t, т.е.: r(t1 + tp ) = нормированное значение неустаноВиВшегося теплаЬога сопротивления Во Времени, t1 + tp.
__ХДРАКТЕРИаИКИ КОМПЛЕКТУЮЩИХ [435]
1/8 1/4 1/2 3/4
1 52 65 72 85 •С/Вт
2 67 80 87 100 'С/Вт
3 50 "С/Вт
Метод монтажа 1. Печатная плата с медной поверхностью 1-1/2" х 1-1/2"
Метод монтажа 3. Печатная плато с медной поверхностью 1-1/2" х 1-1/2"
1=3/8"
Г.
Метод монтажа 2.
Зоземленный экран печатной 'платы
Рис. 4.7. Методы монтажа
Примечание 3. Тепловая модель схемы (при отводе тепла через выводы диодов)
4ZZb-
rqs(A)
Та(а)
—CZh-
R OL(A)
ТЦа)
ROJ(A)
Tc(A) Tj
-CZb-Rsj(k)
—CZb-Rol(k)
Тс(к)
—CZb-Ros(k)
Tl(K)
Ta(K)
Рис 4.8. Тепловая модель схемы
Используя тепловую модель, изображенную на рис. 4.8, можно определить тепловые сопротивления переход-вывод для любого способа монтажа. Полная длина выводов имеет наименьшие значения, когда одна сторона выпрямителя расположена как можно ближе к теплоотводу. На рисунке используются следующие обозначения:
о ТА - температура окружающей среды; о TL - температура вывода;
ОТ
с - температура корпуса;
Таблица 4.7. Типовые значения теплового сопротивления в неподвижном воздухе
_
Метод монтажа Длина вывода, дюйм R9^
43б| ПРИЛОЖЕНИЕ 4_
о Tj — температура перехода;
о R95 - тепловое сопротивление вывод-окружающая среда; о Rej - тепловое сопротивление переход-корпус; о ReL - тепловое сопротивление корпус-вывод; о P0 - рассеиваемая мощность.
