TDK推出新款爱普科斯 (EPCOS)引 TDK公司近日发布了新款爱普科斯 (EPCOS)引线式RF扼流圈。该系列扼流圈被命名为 LBC+ ,其特点为电流承受能力大,组件的饱和电流可高达7700mA,额定电流可高达4450mA。与之前型
我们需要的是代表实际电路的准确RJ-A。测量RJ-A有多种方法,一种方法是使用热关机阈值,将其设置为+150℃。要用这种方法测量RJ-A,我们可以让LM3554在已知功耗(PDISS)下工作,然后慢慢提高环境温度直到器件关机为止。该器件具有一个内部标志,可以通过I2C兼容接口设置,在触及热关机阈值时会返回‘1’。使用这种方法获得的RJ-A将为:
另一种方法是使用器件中的一个ESD保护二极管,并测量其VF与温度。相较而言这种方法稍微复杂一些,但得出的结果将更准确,这是因为VF可以在整个温度范围下进行表征。多数半导体器件的每个引脚上都有ESD二极管,其阳极连接至GND,阴极连接至各自的引脚。
为了测试 LM3554,我们可以查看LEDI/NTC 引脚,并从该引脚拉出小电流(< 10mA),同时让温度变化。每个引脚的最大绝对额定值最小为-0.3V,但那是由于ESD二极管在最高结温 +150℃时的VF而引致的。如果将电流限制为小于10mA,我们可以在不损害器件和增加任何自热的情况下查看二极管的VF。从+25℃到+125℃,该引脚的测量结果产生线性响应,斜率大约为1.3mV/℃。一旦这项工作结束,就可以在测量所选 ESD 二极管VF 的同时,让绕线电感器件在已知功耗下工作。当VF 达到稳态时,RJ-A 将为:
其中VF@TA是ESD二极管在TJ=TA时的VF,VF@SS是ESD二极管在已知功耗(PDISS)下TJ达到稳定状态温度之后的VF。
最后一种方法是使用MOSFET的导通电阻随温度而发生的变化。这种方法是在器件处于上电模式时使用内部PFET来完成。LM3554上的上电模式是指器件停止开关并持续打开PFET。如果VIN升至比VOUT高150mV时就会出现这种情况。在那时,升压转换器无需提升VOUT,而PFET会使VIN直接到VOUT 。
因为电流有些轻微依赖MOSFET的导通电阻,所以有必要在电流接近目标闪光电流时测量 PFET电阻。使用大测试电贴片电感器工厂流的问题是它们可能导致器件发热。克服此问题的方法是将闪光超时时间设置为最低 32ms,并在示波器上测量PFET的电压降。在+25℃到+125℃的情况下,使用1.2A闪光电流,结果显示的斜率大约为 0.42mΩ/℃ 。要注意的一个事情是PFET通过VOUT引脚供电,因此VOUT=5V时,其导通电阻会低于VOUT=3.9V时的电阻一体成型电感器工厂值。
使用上述三种方法,当PDISS=1.67W时,使用热量关机测量法得出的结果为45℃/W,使用ESD二极管VF测量法得出的结果为 42℃/W,使用PFET导通电阻法测量的结果为48℃/W。图3显示了在0.856A闪光LED测试电流脉冲期间,PFET的导通电阻以及ILED/NTC的ESD二极管的VF。器件的VIN设置为5V,超时时间设置为1024ms。VLED为3.18V时,使得该电压强制 LM3554 进入上电模式。在这种模式下,功耗完全由PFET和电流源导致。
图 3. 闪光脉冲期间 LM3554 PFET 的导通电阻和 LEDI/NETC 的 ESD 二极管。
在稳态下,LEDI/NTC的ESD二极管的VF为-622mV,对应结温 95.2℃(环境温度为25℃时)。在稳定状态下,测得的PFET导通电阻为154mΩ,对应结温105℃。图3 还描绘了LM3554的热容。VF和RPMOS的响应表现呈现类似于一阶RC的指数级上升,计算等式如下:
热容则为:
使用ESD二极管的正向电压时获得的热容为0.009J/℃,使用PFET导通电阻时获得的热容为0.0044 J/℃。温度读数之间的差异可能是由于器件上的温度梯度而造成的。PFET紧邻电贴片电感公司流源,预计其温度上升将较快,且温度会比LEDI/NTC引脚的ESD二极管高,后者离IC上的功率电感器件较远。造成这样的温度差异是由于器件核心区域两个测量点之间的热阻和热容引起的。另外,响应大约为单次常量指数。实际上,功耗会随着PFET和电流源升温而发生些微的变化。这将导致随着结温上升,PDISS也些微增加。
当处理脉冲工作器件(如闪光LED驱动器)时,对热阻抗模型比对单独热阻的考虑深入得多。例如,闪光脉冲电流为1.2A,VIN为5V且VLED为3.4V。在这种情况下,器件在上电模式下PDISS=2.14W。当RJ-A为48℃/W且环境温度为50℃时,稳定状态模型指示核心温度会上升至153℃,这比最高工作结温高出28℃。如果我们考虑热容(0.0044℃/J)并将200ms闪光脉冲宽度计算在内,则可以获得对核心温度更好的估算,大约为113℃。