在高溫運行環(huán)境中，估算驅(qū)動器內(nèi)部的自發(fā)熱可能很重要。若要確定器件的溫度，首先必須計算內(nèi)部功率耗散。之后，可根據(jù)器件封裝的熱特性來估算相應(yīng)值。
內(nèi)部功率耗散具有四個主要分量。
- 高側(cè)驅(qū)動器功率耗散 (PHS)
- 低側(cè)驅(qū)動器功率耗散 (PLS)
- PVDD 電池電源功率耗散 (PPVDD)
- DVDD/AREF 邏輯/基準(zhǔn)電源功率耗散 (PVCC)
如下所示，可參考前面的電荷泵負(fù)載電流公式來計算 PHS 和 PLS 的近似值。在典型的開關(guān)場景中，有 1 個高側(cè) MOSFET 和 1 個低側(cè) MOSFET 正在進(jìn)行開關(guān)。
Equation17. IHS/LS (A) = QG (C) x fPWM (Hz) x 正在進(jìn)行開關(guān)的 FET 數(shù)量
以輸入設(shè)計參數(shù)為例，我們可以計算高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動器的電流負(fù)載。
Equation18. IHS = 30 nC x 20 kHz x 1 = 0.6 mA
Equation19. ILS = 30 nC x 20 kHz x 1 = 0.6 mA
基于這些信息，可根據(jù)以下公式計算驅(qū)動器的功率耗散。計算高側(cè)功率耗散時加入了一個加倍因子來體現(xiàn)電荷泵中的損耗。
Equation20. PHS (W) = IHS (A) x VPVDD x 2
Equation21. PLS (W) = ILS (A) x VPVDD
以輸入設(shè)計參數(shù)為例，我們可以計算高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動器的功率耗散。
Equation22. PHS (W) = 0.0144 W = 0.6 mA x 12 V x 2
Equation23. PLS (W) = 0.0072 W = 0.6 mA x 12 V
可參考以下公式來計算 PPVDD 和 PVCC 的近似值。
Equation24. PPVDD (W) = IPVDD (A) x VPVDD
Equation25. PVCC (W) = (IDVDD (A) x VDVDD) + (IAREF (A) x VAREF)
以輸入設(shè)計參數(shù)為例，我們可以計算電源的功率耗散。
Equation26. PPVDD (W) = 0.0024 W = 2 mA x 12 V
Equation27. PVCC (W) = 0.0015 W = (3.5 mA x 3.3 V) + (1 mA x 3.3 V)
最后，若要估算器件結(jié)溫，可以參考以下公式。
Equation28. TJUNCTION (°C) = TAMBIENT (°C) + (RθJA (°C/W) x PTOT(W))
可以根據(jù)先前計算出的功率耗散值和“熱性能信息”表中的器件熱性能參數(shù)來估算器件內(nèi)部溫度。
Equation29. TJUNCTION (°C) = 105.9 °C = 105 °C + (34.9 °C/W x 0.0255 W)