IC Erwärmung Kurzschluss

[usora1 (Gast)]

Hallo,

folgendes theoretisches Beispiel/Rechnung.
Ich will ungefähr die Temperaturerhöhung an einem SOIC8 IC berechnen, 
wenn über ihn in Summe 160µF 5V beim KS entladen werden.

Hier die Simulation:
- 160µF werden von 5V über 2.5Ohm entladen
- Rechts eine kleine thermische Simulation mit der Verlustleistung und 
einen SOIC8 Rja thermischen Widerstand von 90K/W. Ambient auf 25°C.

Ich bekomme hier eine Temperatur im Peak von etwa 900°C.

Für die Temperaturerhöhung kann man aber nicht einfach den thermischen 
Widerstand nehmen oder!? Ich bräuchte doch hier eher eine thermische 
Impedanz, d.h. noch eine Kapazität parallel zum 90Ohm in der thermischen 
Simulation rechts. Wie kann ich diese abschätzen?

Danke

[Egon D. (Gast)]

usora1 schrieb:

> - 160µF werden von 5V über 2.5Ohm entladen

Nach W = 1/2CU^2 sind das 2mWs.


> - Rechts eine kleine thermische Simulation mit der
> Verlustleistung und einen SOIC8 Rja thermischen
> Widerstand von 90K/W. Ambient auf 25°C.
>
> Ich bekomme hier eine Temperatur im Peak von etwa 900°C.

Und das kommt Dir kein bisschen merkwürdig vor?


> Ich bräuchte doch hier eher eine thermische Impedanz,
> d.h. noch eine Kapazität parallel zum 90Ohm in der
> thermischen Simulation rechts. Wie kann ich diese
> abschätzen?

Nun ja, ich würde es mit der Masse und der spezifischen
Wärmekapazität versuchen. Dann die großartigste Beziehung
des SI verwenden: 1Nm = 1Ws = 1J.

[usora1 (Gast)]

Egon D. schrieb:
> usora1 schrieb:
>
>> - 160µF werden von 5V über 2.5Ohm entladen
>
> Nach W = 1/2CU^2 sind das 2mWs.
>
>> - Rechts eine kleine thermische Simulation mit der
>> Verlustleistung und einen SOIC8 Rja thermischen
>> Widerstand von 90K/W. Ambient auf 25°C.
>>
>> Ich bekomme hier eine Temperatur im Peak von etwa 900°C.
>
> Und das kommt Dir kein bisschen merkwürdig vor?
>
>> Ich bräuchte doch hier eher eine thermische Impedanz,
>> d.h. noch eine Kapazität parallel zum 90Ohm in der
>> thermischen Simulation rechts. Wie kann ich diese
>> abschätzen?
>
> Nun ja, ich würde es mit der Masse und der spezifischen
> Wärmekapazität versuchen. Dann die großartigste Beziehung
> des SI verwenden: 1Nm = 1Ws = 1J.

War merkwürdig, deswegen frage ich ja hier :).
So habe mal eine IC Masse von 0,12g und bei Silizium eine spez. 
Wärmekapazität von 0.7 Ws/(g*K) --> Damit erhalte ich 0.084 Ws/K.
Ist das die Kapazität die ich parallel zum Rja (90K/W) setzen kann?

[ubtek (Gast)]

usora1 schrieb:

> So habe mal eine IC Masse von 0,12g und bei Silizium eine spez.
> Wärmekapazität von 0.7 Ws/(g*K) --> Damit erhalte ich 0.084 Ws/K.
> Ist das die Kapazität die ich parallel zum Rja (90K/W) setzen kann?
Die Masse des Si ist kleiner als die Gesamtmasse - genaueres weiss der 
Hersteller, aber sonst ist der Ansatz schon OK.

bzw. Man kann in LTspice auch M= für die Anzahl von parallelgeschalteten 
Kondensatoren anheben und die "eingebauten" parasitären Eigenschaften 
nutzen.

https://www.infineon.com/dgdl/Thermal+Modeling.pdf?fileId=db3a30431441fb5d011472fd33c70aa3

https://www.infineon.com/dgdl/smdpack.PDF?folderId=db3a304412b407950112b417b3e623f4&fileId=db3a304412b407950112b417b42923f5

[Egon D. (Gast)]

usora1 schrieb:

> War merkwürdig, deswegen frage ich ja hier :).

Okay. Akzeptiert :)


> So habe mal eine IC Masse von 0,12g

Kommt mir zuviel vor. Der Chip ist sicherlich deutlich
leichter. Aber es stimmt natürlich, der Kunststoff vom
Gehäuse nimmt auch Wärme auf. Nur wieviel...?


> und bei Silizium eine spez. Wärmekapazität von 0.7 Ws/(g*K)
> --> Damit erhalte ich 0.084 Ws/K.

Hmm. Das wären ca. 12K/Ws bzw. 12mK/mWs. Sehr wenig.
Kommt mir verdächtig vor.
Andererseits: Selbst wenn der Chip nur 10mg wiegt,
ergibt das immer nur erst ca. 150mK/mWs.


> Ist das die Kapazität die ich parallel zum Rja (90K/W)
> setzen kann?

Ob die Einheiten passen, weiss ich nicht.

Rein physikalisch ist es so, dass nicht mehr Energie in
Wärme umgesetzt werden kann, als in den Kondenstaren
drinsteckt, und das sind halt nur 2mWs.
Die Zeitkonstante liegt im Bereich von Millisekunden, da
ist die Wärmeabfuhr durch den Rthja zu vernachlässigen.