2 过程

本节介绍了一种简单方法，用于确定安装在电路板上的 LDO 稳压器的结温至环境温度热阻抗。请注意，此方法要求 LDO 具有热关断功能。由于此功能并非总是包含，因此在继续操作之前，必须检查相关器件的数据表。采用此方法时，还需要借助某种方式来调节环境温度 (T_A) 和器件中耗散的功率 (P_D)。

器件的结温 (T_J) 由以下公式计算得出：

要使用此公式确定 R_θJA，必须知道所有其他参数（T_A、P_D 和 T_J）。可以通过温度计轻松测量环境温度，并可以轻松计算出 LDO 中耗散的功率。但是，无法直接测量出结温。

由于无法测量出结温，因此必须从公式中删除此参数。可以通过巧妙利用器件的热关断温度 (T_SD) 来实现此目的。通过选择两组会导致热关断的运行条件，可以确定器件的热阻抗。在这种情况下，运行条件的变化因素包括功率耗散和环境温度。

首先，选择一个合适的功率耗散水平。对于 LDO，可以通过以下公式计算得出：

请注意，LDO 的静态电流（I_q，也称为接地电流）通常很小，在功率计算中可以忽略不计。因此，耗散的功率可以很容易地随输入电压、输出电压或输出电流而变化。

接下来，增加环境温度，直至达到热关断温度。这通常意味着内部通道元件已关闭，进而导致 LDO 的输出电压接近 0V。在这种情况下，LDO 就不再消耗功率，其结温会降低到足以重新开启。由于可能在导通和关断状态之间来回循环，因此最好通过监控示波器上的输出电压随时间变化的情况来检测热关断。另外，请记住，温度通常变化缓慢；应在环境设定点递增后留出足够的时间以达到热平衡。达到热关断温度后，让器件冷却，并确保其仍可正常运行。

选择另一个功率耗散水平并重复前面的流程，以确定器件关断所需的新环境温度水平。知道两组运行条件后，就可以使用以下方法来计算热阻抗：

因为在这两种情况下都达到了热关断温度，

因此，

可以重写该公式来定义热阻抗：

执行此流程时，请记住一些额外事项：

• 通常可以通过选择 0W 的初始功率耗散来简化计算。这样还可以测量器件的关断温度。
• 器件必须在初始启动温度下达到热平衡，然后才能继续加热至 T_A^' 或 T_A^''。对于较小的 PCB（如德州仪器 (TI) EVM），建议在初始温度和负载下停留 30 分钟。对于较大的电路板或系统，可能需要更长的停留时间。
• 以远低于被测电路板热时间常数的速率增加环境温度。例如，德州仪器 (TI) 在内部以大约 1°C/分钟的速度加热 EVM。以至少为 0.1°C 的分辨率记录关断温度，以便于准确计算。
• 电流限制等器件特性会导致实际功率耗散小于所需值，因此建议通过测量输入电压、输出电压和输出电流来仔细检查功率耗散。
• 热阻抗还会随器件上的空气流量而显著变化。为完成保守测量，应确保测试期间的空气流量小于正常运行期间的预期空气流量。