最近出差較多,寫文章手懶了,內(nèi)心很糾結(jié),時(shí)時(shí)在自責(zé),今晚毫無睡意,弄完了給北航出版社的目錄大綱后,補(bǔ)上一篇文章,聊表歉意,希望能對(duì)大家有所幫助。我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路的時(shí)候,一般會(huì)首先確定設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度,比如-20℃—+60℃,而如果器件選型的時(shí)候,看到datasheet上寫的應(yīng)用環(huán)境溫度是75℃,千萬不要沾沾自喜,已為此器件絕對(duì)ok的話,那可能您就大錯(cuò)而特錯(cuò)了。
60℃那是整機(jī)的環(huán)境溫度,而器件本身的工作環(huán)境可就未必了,比如在散熱片附近工作的電解電容、功率器件附近的電阻都有類似問題??偨Y(jié)為一句話:器件環(huán)境溫度≠設(shè)備環(huán)境溫度。還有的時(shí)候,從一些IC的datasheet上,我們會(huì)看到器件的應(yīng)用溫度范圍很寬,甚至有的達(dá)到80℃—150℃,于是,電路設(shè)計(jì)中就無所顧忌了,如此高的適應(yīng)溫度范圍,可能因溫度應(yīng)力而引起器件故障幾乎是不會(huì)發(fā)生的了。那您就又錯(cuò)了。
打個(gè)比方,一個(gè)人,他的運(yùn)行溫度范圍80℃是沒問題的,也就是說人在80度的情況下是不會(huì)死的,但是,80℃的情況下,跑百米沖刺、算雙重曲面積分的數(shù)學(xué)題、大段的背誦英語文章、背負(fù)100多斤的東西快走,您能做得到嗎?而這些在10來度的時(shí)候都是些可以easy完成的事情。這說明了什么?說明了人的使用溫度雖然寬,但在高溫情況下,是不能被滿負(fù)荷使用的。于是就有了如下的負(fù)荷特性曲線1。圖中T1—Tmax的這一段溫度區(qū)間,器件仍然是可以用的,但是不能滿負(fù)荷工作,電路設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意這一點(diǎn)。而T1-Tmax斜線段的斜率又決定于器件的散熱能力,它是熱阻的倒數(shù)。
另外,在電路設(shè)計(jì)中,器件的功率、電壓等參數(shù)都會(huì)降額,具體降額方法本人博客中已有其他文章專門介紹。這里補(bǔ)充說的是降額之后的負(fù)荷特性曲線也要隨之發(fā)生變化(如上圖的曲線2)。電路設(shè)計(jì)中對(duì)器件的使用,在T2—T3的溫度區(qū)間中,器件功耗就需要隨溫度升高按一定斜率遞減。做不到這一點(diǎn),器件的使用可靠性就不能保證了。
這是一個(gè)很簡單,但有很容易被忽視的問題。器件廠商也都鬼精鬼精的,在datasheet上他們很少給出這條曲線,但會(huì)給出Tmax、Pmax和Rj這三個(gè)指標(biāo),根據(jù)這三個(gè)指標(biāo),可以描出上圖的負(fù)荷特性曲線,不過沒了明確的圖形指示,就容易讓人忽視這一段高溫下的性能下降,從而帶來無端的設(shè)計(jì)故障。本文謹(jǐn)將此作一個(gè)提醒。
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原文標(biāo)題:器件環(huán)境溫度與負(fù)荷特性曲線的常見錯(cuò)誤
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