MOS 结温 · 散热器计算器
MOS 功耗分解→结温/SOA 校核,散热器够不够。预填 40W 反激(650V MOS)示例;贴片电阻热降额请用站内 ResistorDerating 工具。
① MOS 管功耗 · 结温 · SOA 校核
A · 反激初级 RMS(FlybackDesign 输出可代入)
A · 开关管导通峰值
V · = Vdc_max+Vr+漏感尖峰(RCD 后)
Ω · 650V MOS 典型 1.5~3
kHz
ns · 规格书 tr+tf 合计,常见 50~150
· @100℃ 结温 Rds 约 1.5~2 倍(规格书曲线)
℃ · MOS 附近机内温度
℃/W · TO-220 约 1~3;TO-252 约 2~4
℃/W · 绝缘垫 0.5~1.5;无绝缘 0.3
℃/W · 小散热器 10~20;裸管自然 30~60
℃ · 结温上限(规格书)
V · MOS 漏源耐压(规格书)
A · 连续电流定额
· Vds ≤ BVdss×系数(降额 90% 常用)
· @~100℃ 约 60%(规格书曲线)
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 导通损耗 P_cond = I_rms²×Rds×Kt | – | 导通电阻热态折算 |
| 开关损耗 P_sw = 0.5×Vds×Ipk×(tr+tf)×f | – | 开通+关断交叉损耗 |
| 总功耗 P_total | – | 结温计算基准(自动供②使用) |
| 结温 Tj = Ta+P×(RthJC+RthCS+RthSA) | – | >Tjmax 红色警告 |
| 结温裕量 Tjmax−Tj | – | 建议 ≥25℃ 设计裕量 |
| 最大允许功耗 Pmax 及占额 | – | Pmax=(Tjmax−Ta)/ΣRth;占额>70% 偏紧 |
| SOA·电压 Vds/BVdss | – | 须 ≤ 系数(默认 0.9) |
| SOA·电流 Ipk/(Id×降额) | – | 开关峰值 vs 高温连续定额 |
② 散热器热阻估算(功耗取自 ①)
℃ · 设计目标(比 Tjmax 留裕量,常用 125)
dm² · 含鳍片总散热面积(估算 RthSA≈60/S)
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 所需散热器热阻 RthSA_req | – | =(Tj_allow−Ta)/P_total−RthJC−RthCS;≤0 则无需散热器 |
| 估算 RthSA_est = 60/S | – | 自然对流铝散热器经验式(水平放置) |
| 对应结温 Tj_est | – | 用估算散热器实算的结温 |
| 所需最小散热面积 S_req | – | 60/RthSA_req;与当前 S 对比 |
校核结论将显示在这里。
公式与说明
① P_cond = I_rms²×Rds_on×Kt;P_sw = 0.5×Vds×Ipk×(tr+tf)×fsw
② Tj = Ta + P×(RthJC+RthCS+RthSA);Pmax = (Tjmax−Ta)/ΣRth
③ RthSA_req = (Tj_allow−Ta)/P − RthJC − RthCS;RthSA_est ≈ 60/S(dm²)(自然对流经验)
② Tj = Ta + P×(RthJC+RthCS+RthSA);Pmax = (Tjmax−Ta)/ΣRth
③ RthSA_req = (Tj_allow−Ta)/P − RthJC − RthCS;RthSA_est ≈ 60/S(dm²)(自然对流经验)
SOA 校核三要素
①电压:最大 Vds(含漏感尖峰)须 ≤ BVdss×降额系数(常规 0.9);②电流:开关峰值 Ipk 须 ≤ 高温连续电流定额 Id×降额(100℃ 时 Id 约为 25℃ 的 50~70%);③功耗/结温:P 须 ≤ Pmax=(Tjmax−Ta)/ΣRth。任一超标即换更大 Rds 规格、更高耐压或改善散热。注意 SOA 还有脉冲宽度维度(单次雪崩能量),反激 RCD 设计不当的电压尖峰是最常见失效原因。
散热器热阻经验估算
自然对流挤压铝散热器 RthSA 与总散热面积强相关:RthSA ≈ 60/S(dm²)(水平放置、含鳍片总表面积,粗略估算,偏差可达 ±40%)。强制风冷可将等效热阻降到自然散热的 1/3~1/5。散热器选型以厂家曲线(如 AAVID/建准)为准。三处热阻串联:RthJC(规格书)+RthCS(绝缘垫/硅脂)+RthSA(散热器),总热阻越小结温越低。
关联工具
贴片电阻温升降额(70℃ 额定→155℃ 归零、功耗占额校核)请在站内使用 ResistorDerating 工具;薄膜电容温升耐压降额亦在站内提供。