器件环境温度与负荷特性曲线很容易被忽视的问题.doc
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1、器件环境温度与负荷特性曲线很容易被忽视的问题最近出差较多,写文章手懒了,内心很纠结,时时在自责,今晚毫无睡意,弄完了给北航出版社的目录大纲后,补上一篇文章,聊表歉意,希望能对大家有所帮助。我们在设计电路的时候,一般会首先确定设备的运行环境温度,比如-20+60,而如果器件选型的时候,看到datasheet上写的应用环境温度是75,千万不要沾沾自喜,已为此器件绝对ok的话,那可能您就大错而特错了。60那是整机的环境温度,而器件本身的工作环境可就未必了,比如在散热片附近工作的电解电容、功率器件附近的电阻都有类似问题。总结为一句话:器件环境温度设备环境温度。还有的时候,从一些IC的datasheet
2、上,我们会看到器件的应用温度范围很宽,甚至有的达到80150,于是,电路设计中就无所顾忌了,如此高的适应温度范围,可能因温度应力而引起器件故障几乎是不会发生的了。那您就又错了。打个比方,一个人,他的运行温度范围80是没问题的,也就是说人在80度的情况下是不会死的,但是,80的情况下,跑百米冲刺、算双重曲面积分的数学题、大段的背诵英语文章、背负100多斤的东西快走,您能做得到吗?而这些在10来度的时候都是些可以easy完成的事情。这说明了什么?说明了人的使用温度虽然宽,但在高温情况下,是不能被满负荷使用的。于是就有了如下的负荷特性曲线1。图中T1Tmax的这一段温度区间,器件仍然是可以用的,但是
3、不能满负荷工作,电路设计时要特别注意这一点。而T1-Tmax斜线段的斜率又决定于器件的散热能力,它是热阻的倒数。另外,在电路设计中,器件的功率、电压等参数都会降额,具体降额方法本人博客中已有其他文章专门介绍。这里补充说的是降额之后的负荷特性曲线也要随之发生变化(如上图的曲线2)。电路设计中对器件的使用,在T2T3的温度区间中,器件功耗就需要随温度升高按一定斜率递减。做不到这一点,器件的使用可靠性就不能保证了。这是一个很简单,但有很容易被忽视的问题。器件厂商也都鬼精鬼精的,在datasheet上他们很少给出这条曲线,但会给出Tmax、Pmax和Rj这三个指标,根据这三个指标,可以描出上图的负荷特性曲线,不过没了明确的图形指示,就容易让人忽视这一段高温下的性能下降,从而带来无端的设计故障。本文谨将此作一个提醒。
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