MOS管热阻计算、测量方法图文分享-KIA MOS管
MOS管热阻计算
MOS管热阻的计算公式：
Rth = (Tj- Ta) / P。
其中，Rth为MOS管的热阻，单位为°C/W；Tj为MOS管的结温，单位为°C；Ta为MOS管的环境温度，单位为°C；P为MOS管的功率损耗，单位为W。
MOS管的热阻计算涉及以下方面：
稳态热阻：
稳态热阻是指在稳定工作状态下，两测量点之间的温差与通过散热面的能量之比。
公式为：[ R_{\Theta} = \frac{\Delta T}{Pd} ] 其中，[ \Delta T ] 是温差，[ Pd ] 是单位时间内通过散热面的能量。稳态热阻是一个反映散热体散热性能的参数，其值越大，散热越慢。
瞬态热阻：
瞬态热阻用于衡量电路中开关时刻、浪涌时刻等瞬间的与散热相关的能力。它反映了散热体在热惯性的作用下，在热传递过程中对热阻的改变。瞬态热阻的定义是在某一时间间隔末尾，两测试点的温度变化与引起这一变化的耗散功率之比。
MOS管的热阻参数：
数据手册中通常提供的热阻参数，如RJA或RBJC，是指从MOS管的结温到周围环境的热阻。例如，RBJC表示MOS管结温到表面的热阻。
计算方法示例：
对于给定的MOS管，可以使用其数据手册中提供的热阻参数（如RJA=62℃/W）来计算温升。例如，当MOS管以5A的电流工作时，可以计算温升为[ Pd * Rja = I^2 * Rds(on) * Rja ]。
散热条件的影响：
不同的散热条件（如MOS管是否焊接到PCB或直接暴露在空气中）会影响其散热性能，从而影响热阻的计算。例如，焊接到PCB上的MOS管相比直接暴露在空气中的MOS管具有更小的热阻。
封装类型的影响：
不同封装的MOS管（如To-220封装）在计算热阻时需要考虑不同的散热路径和条件。例如，如果不使用散热器，需要使用Rja来计算温度。
MOS管热阻的测量方法
稳态热阻：两处测量点温差△T，单位时间内通过散热面的能量为Pd，热阻RΘ=△T/Pd，单位℃/W。它是一个反映了散热体散热性能的参数。热阻越大，散热越慢。（字面意思理解也很简单，阻碍热量传递的能力）
瞬态热阻：因为电子器件的温升并不一定非常平滑。峰值温度往往比平均温度更加致命。所以峰值温度成为了限制器件工作特性的主要因素。
温度的峰值往往出现在脉冲宽度tp较短，占空比D低的情况下，这说明器件的温升不仅仅与Pd相关了，还和脉冲宽度、脉冲形状（方波、锯齿波、正弦波这种的典型波形）、频率等有关联。稳态热阻的局限性就显现出来了。所以引入了瞬态热阻，用来衡量电路中开关时刻、浪涌时刻等瞬间的与散热相关的能力。
瞬态热阻的定义：在某一时间间隔的末尾，两处测试点的温度变化与引起这一变化的，在该时间间隔开始时按阶跃函数变化的耗散功率之比。ZΘ=r（tp，D）RΘ
r（tp，D）表示脉冲宽度与占空比之间的一个比例。不难看出瞬态热阻与稳态热阻具有关联性。瞬态热阻反映了散热体在热惯性的作用下，在热传递的过程中对热阻的改变。
2、结温与壳温
3、测试电路
万用表测得数据记为UR；
Mos体二极管电压、电流记为Uf，If；
电源电压记为U。
测量mos热阻
第一步：将电路板置于温箱中，类似于下图设备。主要是为了保证静态无风状态。加热后，使其内部达到热平衡。即Tj=Tc。这个温度（T1）不能过低，因为温度过低，结温和壳温不可能相同。
电路中使用的电阻R为2KΩ，缓慢调节电源电压U至20.7V时（二极管通态压降为0.6-0.8左右），mos的体二极管电流If达到10mA。
保持U不变，提高温度，记录UR与对应温度。根据Uf=U-UR，得出数据；
第二步：将温箱温度调回T1，并放入一个热电偶测量温箱内环境温度Ta，进一步确认数据准确性。再连接一个热电偶至MOS，测量壳温Tc。当然实际测量的mos应该已经焊接在电路板上了。
在保持温箱温度不变的情况下。提升If（提高 U），记录万用表读数Uf。根据Pd=Uf*If得到不同时刻的耗散功率。
第三步，迅速降低If至10mA。即将电源电压U降低至20.7V。记录此时的Uf后，去第一步中收集的表格里，找对应的温度，即Tj。
最终，按照公式计算热阻：
结到壳的热阻RΘjc=(Tj-Tc)/Pd
壳到环境的热阻RΘca=（Tc-Ta）/Pd
结到环境的热阻RΘja=(Tj-Ta)/Pd
这种方法是实验室粗略估计热阻的一种方式。
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