前言

在進(jìn)行二極管選型的時(shí)候，需要關(guān)注的一個(gè)重要參數(shù)就是二極管的結(jié)溫，在二極管設(shè)計(jì)選型時(shí)，我們就需要基于二極管的工作電流以及工作模式來(lái)評(píng)估二極管的溫升，進(jìn)而確保二極管的最終工作溫度不會(huì)超過(guò)二極管規(guī)格書(shū)中定義的最大結(jié)溫。二極管的結(jié)溫指的是PN結(jié)的溫度，二極管在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，如果熱量不能有效地散失，結(jié)溫會(huì)升高，這可能會(huì)影響二極管的性能和壽命。

二極管一般有兩種工作模式，一種是以長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定電流工作，比如以1A電流持續(xù)通過(guò)二極管。另外一種是以PWM模式工作，比如以50%占空比，間歇性地以1A電流通過(guò)二極管。這兩種方式的溫升計(jì)算方式是不一樣的，接下來(lái)就分別詳細(xì)說(shuō)明一下。

持續(xù)電流工作的二極管溫升計(jì)算

如果你使用不同廠家的二極管，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，有些廠家會(huì)在二極管規(guī)格書(shū)中給出Rth(J−A)，有些廠家會(huì)在二極管規(guī)格書(shū)中給出Rth(J−L)，有些廠家會(huì)在二極管規(guī)格書(shū)中給出Rth(J−SP)，先說(shuō)說(shuō)這三者的區(qū)別，Rth(J-L) 是結(jié)和引線(xiàn)之間的熱阻 (°C/W)，Rth(J-A) 是結(jié)與環(huán)境溫度之間的熱阻 (°C/W)，Rth(J-SP) 是結(jié)和焊點(diǎn)之間的熱阻 (°C/W)。

J也就是junction，表示二極管內(nèi)的芯片，也就是PN結(jié)，L也就是lead，表示二極管的引線(xiàn)，也就是引腳，SP表示二極管的引腳和PCB之間的焊點(diǎn)，A也就是ambient，表示二極管周?chē)沫h(huán)境。溫升=二極管功率*熱阻，如果我們用Rth(J−SP)計(jì)算得到溫升就表示二極管結(jié)和二極管焊點(diǎn)之間的溫度差值，如果我們用P*Rth(J-L)計(jì)算得到溫升就表示二極管結(jié)和二極管引腳之間的溫度差值，P*Rth(J-A)計(jì)算得到溫升就表示二極管結(jié)和周?chē)h(huán)境之間的溫度差值。

一般而言我們很難評(píng)估二極管焊點(diǎn)或者二極管引腳的溫度是多少，所以很難通過(guò)這兩個(gè)參數(shù)去評(píng)估二極管的溫度，但是產(chǎn)品的工作環(huán)境溫度我們一般是已知的，比如-40℃~70℃，那么70℃+P*Rth(J-A)就是二極管的最大工作溫度，需要注意的是實(shí)際上周?chē)渌l(fā)熱器件也會(huì)導(dǎo)致二極管溫度上升，這個(gè)和PCB布局，以及熱源和二極管的距離有關(guān)，所以你可以基于PCB布局簡(jiǎn)單按5℃或者10℃做個(gè)評(píng)估，這樣二極管的最終預(yù)估溫度為5℃+70℃+P*Rth(J-A)。

實(shí)例分析

當(dāng)二極管正向壓降為0.6V，正向電流為1A，Rth(J-A)=20℃/W、TA=80℃時(shí)，TJ由下式計(jì)算：TJ=0.6V*1A×20℃/W+80℃+5℃=97（℃）

另外一種二極管以PWM模式工作，計(jì)算溫升的方法這個(gè)就放在下一篇文章介紹。