Was ist Zulässige Verlustleistung?

Maximale Leistung, die ein Gehäuse abführen darf, geschrieben Pd. Sie ergibt sich aus der maximalen Sperrschichttemperatur und dem Wärmewiderstand und muss oberhalb einer bestimmten Umgebungstemperatur (oft 25 °C) proportional zur Temperatur reduziert werden.

Japanische Bezeichnung: 許容損失

„Zulässige Verlustleistung“ kommt in 2 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Datenblätter lesen.

Wärmewiderstände als Reihenschaltung Mit Kühlkörper Tj Tc Ts Ta θJC θCS θSA Sperrschicht Gehäuse Kühlkörper Umgebung Wärmestrom P (Verlustleistung) ≙ Strom Tj = Ta + P × (θJC + θCS + θSA) Abschätzung nur mit θJA Tj Ta θJA Tj = Ta + P × θJA θJA wird auf einer Testplatine gemessen und hängt vom Aufbau ab
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Fachgebiet: Datenblätter lesen

Jetzt üben: Fragen zu Zulässige Verlustleistung

Ein IC mit der maximalen Sperrschichttemperatur Tj(max) = 125 °C und θJA = 50 °C/W wird bei einer Umgebungstemperatur Ta = 85 °C betrieben. Wie hoch ist die zulässige Verlustleistung höchstens?

  1. A0,8 W
  2. B2,5 W
  3. C1,7 W
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. 0,8 W

Die Sperrschichttemperatur ergibt sich aus Tj = Ta + P × θJA. Nach P aufgelöst: P = (Tj(max) − Ta)/θJA = (125 − 85)/50 = 0,8 W. Je höher die Umgebungstemperatur, desto kleiner der zulässige Temperaturanstieg und damit die zulässige Leistung. 2,5 W ist der Fehler, die Umgebungstemperatur nicht abzuziehen (125/50), 1,7 W der Fehler, 85/50 zu rechnen. In der Praxis legt man den Entwurf auf eine geringere Leistung als den berechneten Wert aus, da θJA von der Platine abhängt und eine Derating-Reserve berücksichtigt werden muss.

Bei einem Gehäuse beträgt die zulässige Verlustleistung bis 25 °C Umgebungstemperatur 1,0 W; darüber nimmt sie linear ab und erreicht bei 150 °C 0 W. Wie hoch ist die zulässige Verlustleistung bei 75 °C Umgebungstemperatur?

  1. A0,6 W
  2. B0,4 W
  3. C0,5 W
Antwort und Erläuterung anzeigen

Antwort: A. 0,6 W

Über die 125 °C von 25 °C bis 150 °C nimmt sie um 1,0 W ab; die Steigung beträgt also 1,0 W ÷ 125 °C = 8 mW/°C. 75 °C liegt 50 °C über 25 °C, also verringert sie sich um 50 × 8 mW = 0,4 W, und die zulässige Verlustleistung beträgt 1,0 − 0,4 = 0,6 W. 0,4 W ist die Abnahme selbst, 0,5 W der Fehler, proportional von 0 °C aus zu rechnen. Diese Kurve ergibt sich aus der maximalen Sperrschichttemperatur von 150 °C und θJA (hier 125 °C/W); zu beachten ist, dass sie wie θJA für eine Testplatine gilt.

„Zulässige Verlustleistung“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Zulässige Verlustleistung“ (2)

  1. Ein IC mit der maximalen Sperrschichttemperatur Tj(max) = 125 °C und θJA = 50 °C/W wird bei einer Umgebungstemperatur Ta = 85 °C betrieben. Wie hoch ist die zulässige Verlustleistung höchstens?
  2. Bei einem Gehäuse beträgt die zulässige Verlustleistung bis 25 °C Umgebungstemperatur 1,0 W; darüber nimmt sie linear ab und erreicht bei 150 °C 0 W. Wie hoch ist die zulässige Verlustleistung bei 75 °C Umgebungstemperatur?

Verwandte Begriffe

Bitfehlerrate (BER) Derating 5-V-tolerant Absolute Grenzwerte Dropout-Spannung Eingangsoffsetspannung Empfohlene Betriebsbedingungen Errata Exposed Pad MSL (Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe)

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