Analiza termiczna
Kalkulator temperatury złącza
Oszacuj temperaturę złącza elementu, zapas cieplny i dopuszczalną moc w nieruchomym powietrzu, przy wymuszonym przepływie powietrza lub z radiatorem.
Punkt pracy
Podaj moc strat zamienianą w ciepło wewnątrz elementu. Może różnić się od jego całkowitej mocy elektrycznej.
Dane cieplne obudowy
Wymiary obudowy
Opcjonalnie · obliczenie gęstości powierzchniowejWynik na bieżąco
Oszacowana temperatura złącza
Podsumowanie cieplne
Założenia do sprawdzeniaRθJA obowiązuje tylko w warunkach testowych producenta. Obudowa, ilość miedzi na PCB, orientacja i otoczenie mogą znacząco zmienić wynik.
Przewodnik po projektowaniu układów cieplnych
Od rezystancji termicznej do temperatury złącza
Temperatura złącza to temperatura aktywnej części wewnętrznej półprzewodnika. Wynika z temperatury otoczenia, rzeczywiście wydzielanej mocy oraz drogi przepływu ciepła do powietrza lub radiatora.
Metoda i założenia
W stanie ustalonym podstawowa zależność to TJ = TA + P × Rθ. W nieruchomym powietrzu RθJA opisuje całą drogę cieplną od złącza do otoczenia w warunkach testowych z karty katalogowej. Z radiatorem droga dzieli się na RθJC + RθCS + RθSA. Tryb przepływu powietrza daje jedynie wstępny model, gdy producent nie udostępnia odpowiedniej charakterystyki.
Dane wejściowe do sprawdzenia
Moc wydzielana w elemencie
Podaj straty mocy zamieniane w ciepło wewnątrz elementu. W stabilizatorze liniowym są one na przykład bliskie (Vin − Vout) × Iout, z możliwymi dodatkowymi stratami wewnętrznymi.
Rezystancje termiczne
Użyj wartości odpowiadających planowanej obudowie elementu, miedzi PCB, orientacji i przepływowi powietrza. Nie łącz RθJA i RθJC w jednej drodze cieplnej.
Lokalna temperatura otoczenia
Użyj temperatury powietrza w pobliżu elementu lub na wlocie radiatora, a nie samej nominalnej temperatury pomieszczenia.
Maksymalna temperatura TJ i obniżanie parametrów znamionowych
Maksymalna TJ jest granicą bezwzględną, a nie docelową temperaturą pracy. Zachowaj odpowiedni margines na stany przejściowe, tolerancje i planowany czas użytkowania.
Wymiary obudowy elementu (opcjonalnie)
Długość i szerokość wyznaczają rzut powierzchni oraz średnią gęstość mocy w W/cm² lub mW/mm². Przydaje się to do porównań, ale nie opisuje lokalnych gorących punktów struktury półprzewodnikowej.
Zalecany przebieg pracy
- 1Oblicz straty mocy w najgorszym przypadku i wybierz maksymalną lokalną temperaturę otoczenia.
- 2Wybierz drogę cieplną odpowiadającą rzeczywistemu montażowi, a następnie podaj rezystancje termiczne z karty katalogowej.
- 3Sprawdź TJ, zapas temperaturowy i moc maksymalną, a następnie zweryfikuj prototyp pomiarami w docelowej obudowie urządzenia.
Przykład: element w nieruchomym powietrzu
Dla TA = 25 °C, P = 2 W i RθJA = 45 °C/W przyrost temperatury wynosi 90 °C, a TJ osiąga 115 °C. Przy limicie 125 °C pozostaje tylko 10 °C zapasu, więc warto poprawić odprowadzanie ciepła przez PCB, zmniejszyć straty lub dodać chłodzenie.
Czego model nie uwzględnia
Obliczenia dotyczą stanu ustalonego i stałych parametrów. Nie uwzględniają przejściowej impedancji cieplnej Zθ(t), lokalnych gorących punktów, szczegółowego promieniowania, recyrkulacji powietrza ani zmian wydzielanej mocy wraz z temperaturą.
Częste pytania
Dlaczego RθJA zależy od PCB?
Znaczna część ciepła często przepływa przez wyprowadzenia lub odsłonięty pad do miedzi PCB. Powierzchnia miedzi, przelotki termiczne, liczba warstw i ich grubość wpływają więc na zmierzoną rezystancję termiczną.
Czy można dodać RθJA do rezystancji termicznej radiatora?
Nie. RθJA obejmuje już całą drogę cieplną do otoczenia. Przy radiatorze użyj drogi od złącza przez obudowę i interfejs do radiatora: RθJC + RθCS + RθSA.
Czy oszacowanie wpływu przepływu powietrza wystarcza do zatwierdzenia projektu?
Nie. Służy tylko do wstępnego porównania. Geometria, orientacja, przeszkody i temperatura powietrza na wlocie wymagają sprawdzenia charakterystyki producenta, symulacji lub pomiaru.
Materiały źródłowe
- Karta katalogowa elementu: RθJA, RθJC, maksymalna TJ oraz charakterystyki obniżania parametrów znamionowych lub wpływu przepływu powietrza.
- Karty katalogowe radiatora i materiału termoprzewodzącego: RθSA i RθCS dla planowanych warunków montażu.
- Rodzina norm JEDEC JESD51 dotycząca metod charakteryzacji termicznej obudów elementów elektronicznych.
Oryginalny materiał edukacyjny, sprawdzony pod kątem poprawności technicznej 16 września 2026. Przed uruchomieniem lub produkcją zweryfikuj karty katalogowe, obowiązujące normy i projekt.