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
损耗构成: –
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)
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。