2 過(guò)程

本節(jié)介紹了一種簡(jiǎn)單方法，用于確定安裝在電路板上的 LDO 穩(wěn)壓器的結(jié)溫至環(huán)境溫度熱阻抗。請(qǐng)注意，此方法要求 LDO 具有熱關(guān)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(guān)器件的數(shù)據(jù)表。采用此方法時(shí)，還需要借助某種方式來(lái)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(jié)溫 (T_J) 由以下公式計(jì)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）?？梢酝ㄟ^(guò)溫度計(jì)輕松測(cè)量環(huán)境溫度，并可以輕松計(jì)算出 LDO 中耗散的功率。但是，無(wú)法直接測(cè)量出結(jié)溫。

由于無(wú)法測(cè)量出結(jié)溫，因此必須從公式中刪除此參數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)巧妙利用器件的熱關(guān)斷溫度 (T_SD) 來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的。通過(guò)選擇兩組會(huì)導(dǎo)致熱關(guān)斷的運(yùn)行條件，可以確定器件的熱阻抗。在這種情況下，運(yùn)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(gè)合適的功率耗散水平。對(duì)于 LDO，可以通過(guò)以下公式計(jì)算得出：

請(qǐng)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(jì)算中可以忽略不計(jì)。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(lái)，增加環(huán)境溫度，直至達(dá)到熱關(guān)斷溫度。這通常意味著內(nèi)部通道元件已關(guān)閉，進(jìn)而導(dǎo)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(jié)溫會(huì)降低到足以重新開啟。由于可能在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)之間來(lái)回循環(huán)，因此最好通過(guò)監(jiān)控示波器上的輸出電壓隨時(shí)間變化的情況來(lái)檢測(cè)熱關(guān)斷。另外，請(qǐng)記住，溫度通常變化緩慢；應(yīng)在環(huán)境設(shè)定點(diǎn)遞增后留出足夠的時(shí)間以達(dá)到熱平衡。達(dá)到熱關(guān)斷溫度后，讓器件冷卻，并確保其仍可正常運(yùn)行。

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

因?yàn)樵谶@兩種情況下都達(dá)到了熱關(guān)斷溫度，

因此，

可以重寫該公式來(lái)定義熱阻抗：

執(zhí)行此流程時(shí)，請(qǐng)記住一些額外事項(xiàng)：

• 通?？梢酝ㄟ^(guò)選擇 0W 的初始功率耗散來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算。這樣還可以測(cè)量器件的關(guān)斷溫度。
• 器件必須在初始啟動(dòng)溫度下達(dá)到熱平衡，然后才能繼續(xù)加熱至 T_A^' 或 T_A^''。對(duì)于較小的 PCB（如德州儀器 (TI) EVM），建議在初始溫度和負(fù)載下停留 30 分鐘。對(duì)于較大的電路板或系統(tǒng)，可能需要更長(zhǎng)的停留時(shí)間。
• 以遠(yuǎn)低于被測(cè)電路板熱時(shí)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(guān)斷溫度，以便于準(zhǔn)確計(jì)算。
• 電流限制等器件特性會(huì)導(dǎo)致實(shí)際功率耗散小于所需值，因此建議通過(guò)測(cè)量輸入電壓、輸出電壓和輸出電流來(lái)仔細(xì)檢查功率耗散。
• 熱阻抗還會(huì)隨器件上的空氣流量而顯著變化。為完成保守測(cè)量，應(yīng)確保測(cè)試期間的空氣流量小于正常運(yùn)行期間的預(yù)期空氣流量。