«Простой» термический анализ компонента на печатной плате с течением времени

Я пытаюсь быть прагматичным в разработке печатной платы и схемы, которая должна рассеивать тепло. Это довольно просто: силовой транзистор для поверхностного монтажа заряжает суперконденсатор 4F 5v примерно постоянным током 2A. Он не будет делать это повторно - поэтому ему нужно только один раз рассеять около 20 Дж за 10 секунд при комнатной температуре.

Мне нравится идея убить двух зайцев одним выстрелом: сделать расчеты простыми, закладывая запасы безопасности и допуская упрощения в худшем случае. Но расчеты или рассеивание тепла во времени, особенно в сочетании с электрической динамикой, непросты, в основном из-за того, что медные дорожки на печатной плате и их расположение имеют такое значительное влияние, а также из-за того, что транзистор не идеален.

Таким образом, я предполагаю, что есть только два практических способа проектирования этого: один или оба: с помощью специального программного обеспечения САПР или тестирования физического прототипа, простого измерения температуры частей печатной платы и ее компонентов.

На самом деле, какой был бы самый простой и эффективный способ выполнения необходимых электрических и тепловых расчетов/оценок?

Почему вы ожидаете, что на канале будет полный 1 В (при условии, что это полевой транзистор)?
Ссылка на техническое описание транзистора, который вы хотите использовать (или тот, который вы рассматриваете), поможет дать нам что-то конкретное для обсуждения (например, график SOA).
@ThePhoton - хороший момент - я поработаю над уточнением деталей. Таким образом, похоже, что вы выступаете за логический поиск доминирующих факторов и их ручную разработку из первых принципов, а не с САПР, или просто попробуйте и посмотрите?

Ответы (1)

20 ватт-секунд/10 секунд * (Rjc+Rcs+Rsa) = 2[Вт] * Rth(всего)['C/Вт] = повышение температуры

I^2*RdsOn является одним из ваших вариантов выбора в дополнение к выбору механического теплового сопротивления для применения тепловой версии закона Ома для конвекции на основе спецификаций и после того, как вы определите максимальное повышение Tj для соображений надежности.

Но это не будет учитывать тепловую массу печатной платы и компонентов или усиление эффекта конвекции при повышении температуры. из того, что я могу сказать, тепловая масса может играть наибольшую роль, и нужно будет рассчитать изменяющийся температурный градиент? Это просто кажется спиралью сложности!
Конечно, но тогда вы еще ничего не определили, не так ли?
Верно - и я извиняюсь - но я надеялся на более абстрактную мысль о подходе к такой проблеме.
Начните с устойчивого состояния, а затем определите, какая тепловая постоянная времени U потребуется, если вы собьете бюджет для повышения T.
«Простой» термический анализ компонента на печатной плате с течением времени
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v