开关电源控制器结温的计算分析详解-KIA MOS管
设计开关电源时，各种参数的计算以及控制器和无源器件的选取是工作的重点，其中，控制器的结温是需要重点关注的参数之一，因为过高的结温除了会带来安全隐患外，还会影响开关电源的效率。
功率损耗分析法
这种方法是借助计算开关电源控制器的功率损耗来实现。
例如，开关电源控制器的功率损耗主要有其内部 Top MOSFET 和 Bottom MOSFET 的传导损耗和开关损耗，以及控制器的其他部分的损耗组成。
前文案例，Buck 变换器的电路参数如表 1 所示。
表 1 Buck 变换器的电路参数
计算 LT8650S 上消耗的功率为（此功率未包含 LT8650S 上的其他损耗，例如反馈回路，PWM 产生等，所以计算的功率略微偏小）：
图 1 LT8650S 上消耗的功率
查看 LT8650S 的 datasheet，其热阻如图 2 所示。
图 2 LT8650S 的热阻参数
进一步计算 LT8650S 在上述条件下的结温为：
Tj = 23 * 0.489934 + 25℃ = 36.2℃
其中，环境温度为 25℃。
由于仅计算 LT8650S 内部的 MOSFET 的功率损耗，所以计算出来的控制器结温略微偏小。
效率分析法
这种方法是借助开关电源控制器 datasheet 中给定的效率曲线，在既定的输入输出条件下，计算整个开关电源的功率损耗，再减去无源器件的损耗（电感的传导损耗和磁芯损耗，电容的传导损耗等），从而得到开关电源控制器的功率损耗，再进一步计算出来结温。
例如，LT8650S 的输出 5V 的情况下的效率曲线如图 4 所示。
图 4 LT8650S 的效率曲线
并以“94.6% Efficiency at 2A, 5VOUT from 12VIN at 2MHz;”为例计算。
整个 Buck 变换器的功率损耗为：
P = (1 – 94.6%)*(5*2)/94.6% = 0.57W
减去无源器件的功率损耗：
P = 0.57 – Pcond_LC = 0.57 – 0.020266 W= 0.549734W
进一步计算出 LT8650S 的结温为：
Tj = 23 * 0.549734 + 25℃ = 37.6℃
这种方法计算出来的 LT8650S 的结温相对比较准确。
仿真分析法
这种方法是借助仿真工具，直接仿真出上述条件下的开关电源控制器的功率损耗，再计算出结温。
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