Evaluación de la temperatura de unión a partir de datos de imágenes térmicas

Tengo un diodo SOD-123F a través del cual fluye una corriente de ~1A, creando una caída de tensión directa de alrededor de 300mV. La hoja de datos no especifica Rjc pero da Rja = 200 C/W y Rjl = 70 C/W para un área de almohadilla de cobre de 10 cm x 10 cm (!). Solo tengo rastros de 12 mil que van y vienen de este diodo, por lo que estoy lejos de este escenario ideal de disipador de calor.

A partir de los datos de imágenes térmicas, tengo una temperatura de la carcasa del lado superior de 65 °C (~40 °C de elevación).

¿Qué puedo hacer para evaluar la temperatura de la unión?

Como no tengo acceso a Rjc, pensé que podría evaluar el peor de los casos con Rjc = Rja = 200 C/W (ya que en realidad Rja > Rjc ) y suponiendo que el ambiente sea 65C en lugar de 25C:

Tj = Rja * P + 25C = 200C/W * 1A * 300mV + 65C = 125C

Que está justo en el límite de 125C permitido por la hoja de datos. Debería haber algún margen allí ya que usé Rja> Rjc .

¿Algún otro pensamiento?

¡Esa es una pregunta que siempre me preocupa a mí también y que desafortunadamente no tengo la respuesta! Creo que en realidad no puedes estar seguro de cuánto es la temperatura de la unión. Incluso si tuvieras la R j C número, esto se refiere a un tablero de prueba de caracterización muy específico que en su mayoría está lejos de la realidad. Lo mejor sería tener la ψ j C parámetro o un valor máximo de la temperatura de la caja que se permite.
Si se trata de un diodo de silicio, puede estimar con certeza la temperatura de la unión utilizando Vf e If. Si bien estoy seguro de que es posible y preciso, no sé la forma exacta de hacerlo. Si no recuerdo mal, la relación temperatura vs Vf también depende de la corriente. Tal vez lo mismo sea posible con Schottky's.
OK, tenía un poco más de tiempo, así que encontré la nota de Bob Pease llamada "¿Qué es todo esto de Vbe de todos modos?" lo que explica cómo el voltaje directo del diodo varía con la temperatura y la corriente. Vale mucho la pena leerlo. datasheetarchive.com/files/national/htm/nsc03943.htm
Acabo de mirar las hojas de datos de varias partes de ese paquete. Encontré dos que enumeraban la unión theta para conducir. Uno era de 23 K/W y el otro de 70 K/W. De cualquier manera, la parte definitivamente disipa mucho más poder a través del cable que a través del estuche. Entonces, otra opción para usted es colocar un termopar directamente en la carcasa y luego colocar aislamiento de espuma encima del termopar. El aislamiento evitará la transferencia de calor, por lo que la carcasa estará muy cerca de la temperatura del molde. El aislamiento solo tendrá un ligero efecto sobre la temperatura porque la mayor parte del calor sale a través de los cables.
Esto también puede explicar por qué no te dan theta al caso. Porque la mayor parte del calor se transfiere al tablero.
@mkeith No estoy seguro de que su afirmación de Tc = Tj sea correcta, por mucho aislamiento que pueda agregar sobre el termopar. Sin embargo, Tlead = Tc puede ser bastante correcto y, a partir de ahí, creo que el resto de su sugerencia funcionaría. La parte que tenía en mente tenía un Rjl = 70K/W.
Para que exista una diferencia de temperatura, el calor tiene que fluir. Si puede aislar suficientemente la carcasa del ambiente, el flujo de calor al ambiente será muy bajo. Por supuesto, el cable del termopar conducirá el calor, por lo que puede tener razón al cuestionar la equivalencia. Medir la temperatura del plomo es una buena idea, pero en lugar de asumir Tlead = Tj, debe asumir Tj = Tlead + pdis * Rjl. Pdis es la potencia disipada: pdis = Vf * If. El aislamiento no cambiará Rjl porque es conducción directa dentro de la pieza.
Creo que estamos de acuerdo. Lea mi comentario nuevamente, no asumo Tlead = Tj, sino Tlead = Tcase.
Oh, sí, leí mal tu comentario. No estoy seguro si tlead = tcase. Sería genial medir la temperatura del plomo directamente, si es posible. Tal vez pueda pegar un termopar directamente al cable, o incluso soldarlo allí. Si usa una técnica de imagen, asegúrese de ingresar con precisión la emisividad. No es posible obtener un resultado exacto para la temperatura sin usar la emisividad correcta.

Respuestas (2)

@mkeith es correcto. Si mide el Vf con pulsos muy cortos de 1A, para evitar el autocalentamiento, mientras controla la temperatura ambiente con un horno, podrá obtener el Vf @ 1A por encima del rango de temperatura. Si no se pueden lograr pulsos cortos, los pasos entre 0A y 1A son aceptables si toma la medida muy rápido y obviamente mantiene el ciclo de trabajo muy bajo; esto se puede hacer con un osciloscopio y preferiblemente también con una sonda de corriente para ver cuándo se ha asentado la corriente.

Realicé un experimento similar en el pasado para caracterizar la dependencia de la temperatura del Vf de varios LED en un rango de corrientes para calcular las temperaturas de unión en operación normal.

La constante de tiempo térmica de un cubo de 1 micrón es de 11,4 nanosegundos.

Para cubo de 10 micras...... 11.4nS * 100

Para cubo de 100 micras...... 11.4nS * 100 * 100

Para cubo de 1000 micras... 11,4 nS * 100 * 100 * 100

Es probable que la unión de su diodo sea de 10 micrones (según el voltaje de ruptura y la corriente máxima).

Sus pulsos deben ser << 1uS.

¿Podría compartir una referencia que relacione el tamaño del troquel con las especificaciones del diodo?
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