1 简介

随着全球电气化进程的加速，电流测量系统的应用正在迎来爆发式增长。这些系统承担着关键功能，包括反馈控制、过流保护、GaN FET 过零检测以及高级监测应用。与此同时，功率密度仍然是重中之重，各类产品的解决方案都在追求随着世代更迭不断缩减占用空间。这种趋势的叠加造就了一个充满挑战的热环境：随着功率密度的增加，元件密度随之增加，印刷电路板铜箔含量因封装尺寸缩小而减少，同时累积的热量导致环境温度升高。因此，精准确定半导体器件的最大安全工作极限，已成为保障可靠系统设计的核心要求。

本文探讨了 TMCS114x 产品系列所采用的 DVF 封装在多种参考框架下的结温行为。对于结温的特性评估，本文既展示了通过最佳拟合曲线进行的基于电流的传统方法，也提出了检查器件本身产生的功耗与引线框中产生的功耗叠加关系的一种替代特性评估方法。电流仍然是提供给最终用户用于定义安全工作区的典型值，但其适用性因电路板结构的不同而存在显著差异。而基于电流的方法仍然主导行业标准。如果设计能在最大电流规格下保持稳态运行，则从可靠性角度来看，热设计考量通常可不再列为最高优先级。

作为一种替代方法，本文通过直接测量环境温度和引线框温度对结温进行特性评估。通过考察器件内部的两大热源（器件本身的静态功耗以及引线框中产生的功耗）可实现此设计。其使用 ISOTMP35R 增强型隔离式温度传感器集成电路实现。ISOTMP35R 集成了一个具有 5kVRMS 耐压能力的隔离栅，并整合了一个在 −40°C 至 150°C 工作范围内具有 10mV/°C 斜率的模拟温度传感器。虽然该方法仍基于标准 TMCS 系列评估模块的原始布局进行测试，但其为用户提供了一种基于应用的方法，用于更精细地监测和控制结温。本文探讨了通过最佳拟合曲线实现的基于电流的传统方法以及替代结温特性评估方法。