電子電路仿真基礎：熱模型（Thermal Model）

SPICE模型中還包括用來進行熱仿真的“熱模型（Thermal Model）”和“熱動態(tài)模型（Thermal Dynamic Model）”。首先介紹一下熱模型。希望通過以下的介紹能夠大致了解熱模型。

熱模型（Thermal Model）

熱模型是用來在電路上進行熱路計算的、相當于瞬態(tài)熱阻的電路模型。熱阻用R來表示，熱容用C來表示。下面是熱路和電氣電路之間的轉換關系。

從公式可以看出，將功耗Pd作為電流I施加于熱模型Rth，可將結溫Tj作為電壓進行監(jiān)測。

作為參考，下面給出表面貼裝型和通孔插裝型的熱模型。
表面貼裝型是模擬從芯片到PCB的Rth(j-a)模型，通孔插裝型是模擬從芯片到引線框架的Rth(j-c)模型。

下面是通過仿真得出的2SCR523UB（通用放大NPN晶體管）的熱模型特性（瞬態(tài)熱阻）曲線圖。逐步施加恒定電流1A，并監(jiān)測了Tj引腳的電壓。

接下來是該熱模型的使用示例。在該示例中，監(jiān)測了晶體管的功率Pd和結溫Tj。對Ta施加適當?shù)钠秒妷海ㄔ诖耸┘?5℃＝25VDC）。

如上段曲線圖所示，進行開關動作的晶體管2SCR523UB的溫度與開關聯(lián)動并上升。這樣可以監(jiān)測Tj的瞬態(tài)變化。