Загадки теплового сопротивления корпусов, на примере микросхемы регулятора напряжения Опции

[@Ark]

Сопротивление JC нас не должно интересовать. Важно, как от корпуса отводится...

Я, приведенные Вами цифры, так понимаю: если от кристалла отводится 1Ватт тепла, то температура кристалла будет на 33 градуса выше, чем температура термопада. А дальше - ваша задача обеспечить нужную температуру термопада (а, через нее, и кристалла), тем или иным способом теплоотвода - припайкой к соответствующему радиатору, например.

[vadzh]

Для DFN8 тепловое сопротивление от кристалла в окружающую среду 33°C/W. Не сказано вообще про полигон на печатной плате. Подвешу его в воздухе и буду так тепло отдавать, согласно эти цифрам? Как бы не так.
Сравните с документом Analog Devices, ссылку на который я дал. Там говорится о температурных сопротивлениях для конкретной площади полигона. Там грамотные специалисты написали. А здесь, разве что, где-то есть документ, по которому они измеряют это сопротивление.

В этой документации AD хорошо расписал, особенно полигоны, но сожалению как ST пишет большинство производителей. ST кидает данные стандартной двухрезисторной тепловой модели, скорее всего расчётные:


В данном случае вместо Junction-to-Board Resistance указывается уже суммарное Junction-to-Board + Board-to-Ambient Resistance

[V_G]

По не(до)разумению. Эта цифра оптимистична до безумия. Ватт мощности выдал, и нагрелся всего на 1,5 градуса?

Дак шо ж такое-то, а?
Не нагрелся на 1.5, а кристалл перегрелся относительно термопада на 1.5°! И если вы от термопада тепло не отводите, то и на 33° относительно воздуха в самой близости. При этом термопад может иметь температуру 300°, а кристалл будет нагрет до 301.5°, Вам сильно полегчает?
Подводите теплоотводящий полигон с пайкой, переходные и т.п., снижайте температуру термопада до 70°, кристалл при этом будет 71.5°, и будет Вам щастье!

Сопротивление JC нас не должно интересовать. Важно, как от корпуса отводится.

Шпрехен зи инглиш? Case - это и есть корпус, включая выводы, пластмассу и термопад. Просто Вы с пластмассой хороший тепловой контакт не сделаете, а с выводами и термопадом сделаете почти идеальный - пайкой.

[ViKo]

1. Насчет нагрелся-перегрелся - в чем вы нашли различие? Русским владеете? :-)
2. Яволь! Повторю еще раз, не сложно. Важно знать, какое сопротивление для отвода тепла от кристалла в окружающую среду, ja, то есть. По нашему, по-английски. Не сомневаюсь, что в современных компактных корпусах сопротивление от кристалла до корпуса мало. Но меня оно не интересует. П. С. Естественно, тепловые площадки тоже относятся к корпусу, что вы к этой пластмассе прицепились.
Задаю контрольный вопрос. Корпус, о котором идет речь (33 гр/Вт) подвесили в возухе на проводках. Он должен рассеять 1 Вт тепла. На сколько он нагреется?

О, я понял, для каких условий ST дала цифру 33гр/Вт. Для бесконечной площади теплоотводящего полигона. Реальные условия будут хуже. Насколько это повлияет, можно прикинуть, читая документ AD.

[ikm]

Задаю контрольный вопрос. Корпус, о котором идет речь (33 гр/Вт) подвесили в возухе на проводках. Он должен рассеять 1 Вт тепла. На сколько он нагреется?

Мало вводных данных.
Мне, например не известно, коэффициент теплопередачи термопад-воздух, от сюда будет значение дельта Т.
Допустим t окружающей 27 град.
Тогда добавив к Токр потери на переходе термопад-воздух при протекании 1Вт, а так же 33 градуса заявленные в ДШ, получим искомую температуру кристалла.
Если вы еще добавите к значению в первом пункте скорость потока воздуха, а так же учтёте уход тепла через подведенные провода к ножкам м/сх, то вы сможете очень точно посчитать температуру кристалла.

[ViKo]

Мне, например не известно, коэффициент теплопередачи термопад-воздух

А RthJA тогда что?
А почему для остальных корпусов прослеживается тенденция - чем меньше корпус, тем больше сопротивление? Смотрите таблицу.
А если так же на проводках подвесить TO-220? Нагреется больше, согласно данным из таблицы?

[ikm]

А RthJA тогда что?
А почему для остальных корпусов прослеживается тенденция - чем меньше корпус, тем больше сопротивление? Смотрите таблицу.
А если так же на проводках подвесить TO-220? Нагреется больше, согласно данным из таблицы?

Это величина которая определяет разность температур на поверхности корпуса и температурой кристалла. НО вы не можете точно рассчитать какая у вас будет температура на поверхности корпуса, так как это будет зависеть от процесса теплопереноса в следующую среду (воздух/КП/житкий азот/вакуум ).
Да, нагреется больше, если там по технологии хуже сделан теплосъём с кристалла на термопад. Например из-за того что медная пластина там толще, не удается качественно приварить кристалл к ней. Я к сожалению не спец в производстве п/п устройств, поэтому могу только гадать какая там технология.
Вам нужно просто принять,что в данном случает производитель указывая эти значения разграничивает свою ответственность, на поверхности корпуса, т.к. он не указывает способ при котором он измерял эту дельту, то скорее всего она расчётная и учитывает только внутренние переходы.
Всё что начинается за поверхностью корпуса уже зона вашей ответственности.

[ViKo]

А вот Analog Devices не снимает ответственности за то, куда установлен корпус.
http://www.analog.com/media/en/technical-d...DP1740_1741.pdf
(это сколько же раз надо дать ссылку, чтобы дошло!)

Вот этот документ нужно почитать. Не имею.
https://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd-51-12

[ikm]

А вот Analog Devices не снимает ответственности за то, куда установлен корпус.
(это сколько же раз надо дать ссылку, чтобы дошло!)

Погодите, это же вы задались вопросом, откуда у данной м/сх такие цифры, я вам высказал свое мнение как эти цифры воспринимать. Мне не надо ничего объяснять в данном вопросе, и уж тем более сомневаться в том, что для меня что то дошло.
Думаю не стоит превращать эту тему в сравнение ответственности разных производителей. Хотя тема ваша, делайте с ней что хотите.

[ViKo]

Погодите, это же вы задались вопросом, откуда у данной м/сх такие цифры, я вам высказал свое мнение как эти цифры воспринимать. Мне не надо ничего объяснять в данном вопросе, и уж тем более сомневаться в том, что для меня что то дошло.

Так как воспринимать-то? Что в таблице указано все верно для одинаковых условий применения? Уму непостижимо, что TO220 отдает тепло хуже DFN8.

[Myron]

Так как воспринимать-то? Что в таблице указано все верно для одинаковых условий применения? Уму непостижимо, что TO220 отдает тепло хуже DFN8.

Тип корпуса не всегда говорит об качестве отдачи тепла. Крпус отводит примерно 75-85% тепла, даже если ноги как у ТО220. Многое также зависит от кристалла и его падов, способа присоединения кристалла к несущей, качества и размеров этой несущей, материала корпуса и т.д. Да и ТО220 более старая технология чем DFN. Но и DFN разные. Есть с 150С/W, а есть и 30C/W. Типичный показатель для ТО220 - это 65С/W. Но конечно есть и 50С/W.
Последние технологии еще более эффективные. Там кристалл своими увеличенными падами приваривается прямо (верх тормашками) на несущую подложку (подложки). А сверху еще приклеивается хорошим термопроводящим клеем дополнителная металлическая пластина. При формовке корпуса эта пластина доступна снаружи и к ней можно присоединить/приклеить еще радиатор или термопад, или ничего и все равно это лучше отводит тепло от кристалла - меньше термосопротивление кристалл-окр. среда.

[ViKo]

Давайте прикинем к носу. Все, что творится внутри корпуса, не играет никакой роли в том, как тепло рассеивается корпусом. В конце концов, все тепло должно уйти с поверхности корпуса в окружающую среду. Это, надеюсь, понятно. (Ноги тоже входят в понятие корпус)
А дальше все зависит от того, как поверхность корпуса может отдавать тепло - насколько хорошая теплопередача, насколько велика площадь поверхности.
Так вот мне ни разу не видится, что корпус TO-220 уступает по способности отдать тепло корпусу DFN8, если они находятся в одинаковом окружении - висят ли в воздухе, припаяны ли на печатную плату теплоотводящей поверхностью. Преимущество DFN8 может быть обусловлено тем, что подразумеваются условия пайки его на металлизированный полигон, причем, с большой площадью. А TO-220 так и замеряют в условиях естественной воздушной конвекции.

[Myron]

Давайте прикинем к носу. Все, что творится внутри корпуса, не играет никакой роли в том, как тепло рассеивается корпусом. В конце концов, все тепло должно уйти с поверхности корпуса в окружающую среду. Это, надеюсь, понятно. (Ноги тоже входят в понятие корпус)
А дальше все зависит от того, как поверхность корпуса может отдавать тепло - насколько хорошая теплопередача, насколько велика площадь поверхности.
Так вот мне ни разу не видится, что корпус TO-220 уступает по способности отдать тепло корпусу DFN8, если они находятся в одинаковом окружении - висят ли в воздухе, припаяны ли на печатную плату теплоотводящей поверхностью. Преимущество DFN8 может быть обусловлено тем, что подразумеваются условия пайки его на металлизированный полигон, причем, с большой площадью. А TO-220 так и замеряют в условиях естественной воздушной конвекции.

Прежде всего тепло должно дойти до корпуса и сквозь него. Источник тепла не корпус и не его ноги, а кристалл. Вот тут и играют роль все вышеизложенные мной детали и еще кой-какие. Надеюсь это тоже понятно.
От личного мнения что TO-220 лучше рассеивает тепло, чем DFN8, никому легче не станет. Только цифры из ДШ являются (могут являться) правдой жизни. Повторю, если ДШ не содержит исчерпывающую для вас информацию ищите другие компоненты от других производителей. Конечно можно проводить эксперименты. Но нужно ли? Только лишь для самоудовлетворения. Ну еще можно статейку написать. Каждый выбирает свой путь. Каждый инженер имеет ряд мнений, с которыми не все коллеги согласны. Ну и что? По мнениям договориться до согласия не удасться. Я, например, никогда не использую TO-220 свободно болтающимся в воздухе на впаянных ногах. Только крепление к корпусу, в моих случаях - из металла. Вот тут-то и наступает выигрыш в рассеивании тепла. Но проигрыш в габаритах и ручной сборке.

[ViKo]

Все что мог, я сказал. Дальше по кругу повторять не вижу смысла. В принципе, мое мнение каким было с первого сообщения, таким и осталось.

[Myron]

Все что мог, я сказал. Дальше по кругу повторять не вижу смысла. В принципе, мое мнение каким было с первого сообщения, таким и осталось.

Иметь свое мнение нужно и похвально. Уважаю.