Wenn Datenblätter ( MAX9744 ) auflisten, dass die normale Betriebstemperatur s / w -40 ° C bis 85 ° C beträgt,
die Gehäusetemperatur jedoch nicht über 165 ° C liegen sollte,
was schlagen sie vor.
Wie kommt es, dass ein IC funktioniert, wenn seine Gehäusetemperatur 100 ° C erreicht und funktioniert, aber wenn die Umgebungstemperatur 90 ° C erreicht, was der IC auch erkennen könnte und dann nicht funktioniert?
Die höchste erwähnte CASE-Temperatur ist in einem Diagramm auf Seite 9 angegeben - und max beträgt etwa 110 C.
Die höchste angegebene Gerätetemperatur, abgesehen von den Löttemperaturen, ist 150 C oben auf Seite 2 - und das ist die JUNCTION-Temperatur.
Umgebungstemperaturen sind relevant, unterliegen aber nicht der Kontrolle des Designers.
Der JUNCTION ist der eigentliche IC-Kern im Inneren des Chips.
Die Sperrschichttemperatur relativ zum Gehäuse wird durch die Eingangsleistung und Rjc = thermischer Widerstand zwischen Sperrschicht und Gehäuse bestimmt. ABER das Datenblatt scheint in dieser Hinsicht schlecht zu sein und gibt nur Rja (dargestellt als Theta_ja) = Widerstandsübergang zur Luft. Sie können anhand von Rja sehen, ob Sie einen Kühlkörper benötigen und ob das Datenblatt Rjc angeben sollte. Betrachtet man die Zahlen:
Rja mit 2-Schicht-Platte = 27 C/W.
Das Gerät soll zu 93% effizient sein.
Bei 20 W werden 7 % abgeführt, bei IC = 1,4 W Wärme.
Bei 27 °C/W steigt der IC-Übergang um 27 °C/W x 1,4 W ~+38 °C über die Luft.
Tj max = 150 °C, die zulässige Umgebungs-/Luft-/Platinentemperatur beträgt also 150 °C – 38 °C = 112 °C.
Wenn wir den 37 C/W Rja für einlagige Platinen verwenden, erhalten wir einen differentiellen Anstiegsübergang zur Luft von
37 x 1,4 W = ~ 52 ° C Anstieg über Tair und eine maximale Luft- / Platinentemperatur von 150 - 52 = 98 ° C.
Angesichts der verschiedenen getroffenen Annahmen liegt 98 ° C nahe am angegebenen Maximum von 85 ° C - also können wir sehen, warum sie es angeben. Bei 85 ° C Tboard können Sie den IC mit 20 W Leistung und etwas schlechter als 93 % Effizienz betreiben und die zulässige maximale Sperrschichttemperatur von 150 ° C nicht (ganz) überschreiten.
Geräte, die eine nicht zu vernachlässigende Menge an Strom verbrauchen, erhitzen sich – schließlich wandelt sich der aufgenommene Strom sehr oft nur in Wärme um. Daher kann die Temperatur des Chips (und damit des Gehäuses) erheblich höher sein als die Umgebungstemperatur. Sie können es leicht bei PCs beobachten, wo die CPU-Temperaturen auch außerhalb des Ofens bis zu 100 ° C erreichen können :)
Die Betriebsgrenze von 85 °C bezieht sich stattdessen auf die Umgebungstemperatur und kann darauf zurückzuführen sein, dass über dieser Temperatur die Wärmeabfuhr möglicherweise nicht ausreicht, um den Betrieb zu gewährleisten.
In Bezug auf das spezifische Gerät kann es 20 W verarbeiten und hat einen Wirkungsgrad von etwa 90 % - daher verbraucht es etwa 2 W. Wenn diese Leistung nicht richtig abgeleitet wird, wird der Verstärker überhitzt.
165 °C ist die typische Die-Temperatur, bei der der Verstärker in den thermischen Abschaltschutz eintritt, um eine sofortige Zerstörung des Chips im Fehlerfall zu verhindern . Der Chip verlässt typischerweise die thermische Abschaltung bei 150°C.
Das ist keine normale Betriebstemperatur. Wie sie sagen: "Die meisten Anwendungen sollten niemals thermisch abgeschaltet werden".
Beachten Sie, dass sie über der absoluten Höchstgrenze der Sperrschichttemperatur von 150 °C liegt. Wenn Sie möchten, dass das Teil langfristig zuverlässig ist, sollten Sie die Sperrschichttemperatur nicht annähernd so hoch werden lassen.