ZHDS009F November 2001 – December 2025 TPS794
PRODUCTION DATA
LDO 线性稳压器产生的热量与稳压器在运行期间耗散的功率成正比。所有集成电路都有一个允许的最大结温 (TJmax),高于该温度时,无法保证正常运行。系统设计人员必须设计工作环境,使工作结温 (TJ) 不会超过最高结温 (TJmax)。设计人员可用来提高散热性能的两个主要环境变量是气流和外部散热器。此信息旨在帮助设计人员为在特定功率级别下运行的线性稳压器确定合适的工作环境。
通常,线性稳压器消耗的最大预期功率 (PDmax) 的计算方法 方程式 6 如所示:

其中:
对于大多数 TI LDO 稳压器,与平均输出电流相比,静态电流微不足道;因此,VIN(avg) x IQ 项可以忽略不计。工作结温的计算方法是将环境温度 (TA) 与稳压器功率耗散引起的温升相加。温升是通过将最大预期功率耗散乘以结点和外壳之间的热阻 (RΘJC)、外壳到散热器之间的热阻 (RΘCS) 和散热器到环境之间的热阻 (RΘSA) 来计算的。热阻用于衡量物体散热的效率。通常,器件越大,可用于耗散功率的表面积就越大,物体的热阻就越低。
图 8-8 展示了安装在 JEDEC low-K 板上的 SOT223 封装的这些热阻。
图 8-8 热阻方程式 7 汇总了计算结果:

RΘJC 特定于每个稳压器,由稳压器数据表中提供的封装、引线框和芯片尺寸决定。RΘSA 是散热器类型和尺寸的函数。例如,黑体辐射器型散热器的 RΘCS 值的范围从适用于超大散热器的 5°C/W 到适用于超小散热器的 50°C/W。RΘCS 是封装与散热器连接方式的函数。例如,如果使用热化合物将散热器连接到 SOT223 封装,1°C/W 的 RΘCS 是合理的。
即使没有将外部黑体辐射器型散热器连接到封装上,安装稳压器的电路板也会通过引脚焊接连接提供一些散热。某些封装(例如 DDPAK 和 SOT223 封装)在封装下方或电路板接地平面使用铜平面来实现额外的散热,以提高散热性能。计算机辅助热建模可用于计算集成电路在不同工作环境(例如,不同类型的电路板,不同类型和尺寸的散热器,不同气流等)下散热性能的精确近似值。借助这些模型,这三个热阻可以组合成结点与环境之间的一个热阻 (RΘJA)。此 RΘJA 仅适用于计算机模型中使用的特定工作环境。


借助 方程式 9 和 图 8-9 中所示的计算机模型生成的曲线,设计人员可以快速计算给定环境温度、功率耗散和工作环境下所需的散热器热阻/电路板面积。
图 8-9 SOT223 热阻与 PCB 铜面积之间的关系