pcm耗散功率怎么计算
耗散功率,也称集电极最大允许耗散功率PCM,是指晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率,它与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系,硅管的结温允许值大约为150°C,锗管的结温允许值为85°C左右,要保证管子结温不超过允许值,就必须将产生的热散发出去,晶体管在使用时,其实际功耗不允许超过PCM值,否则会造成晶体管因过载而损坏。
计算方法
耗散功率的计算主要依赖于以下公式:
\[ P_{cm} = \frac{T_{jm} T_a}{R_t} \]
\( P_{cm} \):最大耗散功率(PCM)
\( T_{jm} \):最高结温(通常定为175°C)
\( T_a \):环境温度
\( R_t \):晶体管的热阻(单位为℃/W)
对于不同的晶体管类型,热阻的计算方式有所不同,对于双极型晶体管(BJT),其总耗散功率可以表示为:
\[ P_c = I_e V_{be} + I_c V_{cb} + I_c r_{cs} \approx I_c V_{cb} \]
Pc关系到输出的最大交流功率Po,即:
\[ Po = \left(\frac{\eta}{1 \eta}\right)P_c \propto P_c \]
\( \eta = \frac{Po}{Pd} \)是转换效率,\( Pd \)是供给晶体管的直流功率。
对于MOSFET,其最大输出功率也要受到器件散热能力的限制,计算公式类似:
\[ P_{cm} = \frac{T_{jm} T_a}{R_t} \]
MOSFET的最高结温Tjm仍然定为175°C,发热中心是在漏结附近的沟道表面处,则Rt主要是芯片的热阻。
表格展示
参数 | 符号 | 说明 |
最高结温 | \( T_{jm} \) | 通常定为175°C |
环境温度 | \( T_a \) | 实际工作环境的温度 |
热阻 | \( R_t \) | 晶体管的热阻(℃/W) |
最大耗散功率 | \( P_{cm} \) | 根据公式计算得出的值 |
提高PCM的措施
为了提高PCM,可以采取以下措施:
1、降低热阻:通过结构设计、材料性质改变以及外加散热增进装置等方式来降低热阻,加装散热器是影响最大的一种方式,但会增加制造成本和复杂性。
2、降低环境温度:尽量将晶体管放置在温度较低的环境中工作。
3、优化电路设计:在脉冲和高频工作时,PC增大,安全工作区扩大,则最大耗散功率增大,输出功率也相应提高。
FAQs
Q1: 什么是耗散功率?
A1: 耗散功率就是某一时刻电网元件或全网有功输入总功率与有功输出总功率的差值,在电子元件中,特指晶体管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率,与晶体管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。
Q2: 如何计算耗散功率?
A2: 耗散功率的计算主要依赖于公式\[ P_{cm} = \frac{T_{jm} T_a}{R_t} \],( T_{jm} \)是最高结温(通常定为175°C),\( T_a \)是环境温度,\( R_t \)是晶体管的热阻,根据这个公式,可以计算出晶体管在特定环境下的最大耗散功率。
仅供参考,具体计算和应用时还需结合实际情况进行。
作者:豆面本文地址:https://www.jerry.net.cn/articals/2858.html发布于 2024-12-20 00:46:30
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