Constante de tiempo térmica

Fórmula

Descripción

La constante de tiempo térmica determina la rapidez con la que un componente se calienta o se enfría, de forma análoga a la constante de tiempo eléctrica RC. Es igual al producto de la capacitancia térmica (la capacidad de almacenar calor) y la resistencia térmica (la oposición al flujo de calor). Después de una constante de tiempo, la temperatura alcanza el 63,2% de su valor final en estado estacionario. Los componentes pequeños con baja masa térmica (resistencias SMD, CI pequeños) se calientan en milisegundos, mientras que los disipadores grandes pueden tardar minutos en alcanzar el equilibrio térmico. Esto es importante para analizar el comportamiento térmico transitorio durante los pulsos de potencia.

Variables

• τ — Constante de tiempo térmica (s)
• Cth — Capacitancia térmica (J/°C)
• Rth — Resistencia térmica (°C/W)

Notas prácticas

La capacitancia térmica depende de la masa y el calor específico: Cth = m × cp. El cobre tiene cp = 385 J/(kg·°C), el aluminio 900 J/(kg·°C), el silicio 700 J/(kg·°C). Un encapsulado TO-220 tiene τ ≈ 1-5 segundos. Un encapsulado SOT-23 tiene τ ≈ 10-50 ms. Las curvas de impedancia térmica transitoria en las hojas de datos muestran cómo evoluciona la temperatura de unión durante los pulsos de potencia.