Fórmulas de Térmica

Las fórmulas térmicas relacionan la disipación de potencia, la resistencia térmica y el aumento de temperatura en semiconductores y disipadores. Estas calculadoras predicen la temperatura de unión y te ayudan a elegir una refrigeración adecuada antes de que un componente se sobrecaliente. Son críticas para diseños de potencia fiables y de alta densidad.

Calculadoras de fórmulas de Térmica

Resultado resuelto para cada fórmula de Térmica

Fórmula Expresión Resultado resuelto
Temperatura de Unión Tj = Ta + P × Rθja Ambient Temp 5.5 °C, Power 10 mW, Thermal Resistance 0.1 °C/W → Junction Temp = 5.501 °C
Cadena térmica completa Tj = Ta + P × (Rθjc + Rθcs + Rθsa) Ambient Temp 2.5 °C, Power 10 mW, Rθjc 0.1 °C/W, Rθcs 0.22 °C/W, Rθsa 0.47 °C/W → Tj = 2.508 °C
Disipador requerido Rθsa = (Tj,max − Ta) / P − Rθjc − Rθcs Max Junction Temp 2.5 °C, Ambient Temp 5.5 °C, Power 10 mW, Rθjc 0.1 °C/W, Rθcs 0.22 °C/W → Rθsa = -300.3 °C/W
Potencia máxima (unión a cápsula) Pmax = (Tj − Tc) / θjc Max Junction Temp 25 °C, Case Temperature 11.8 °C, θjc (Junction-to-Case) 1 °C/W → Maximum Power = 13.2 W
Constante de tiempo térmica τ = Cth × Rth Thermal Capacitance 0.025 J/°C, Thermal Resistance 0.1 °C/W → Thermal Time Constant = 2.5 ms
Transferencia de Calor por Convección Forzada Q = h × A × ΔT Convection Coefficient 0.025 W/(m²·°C), Surface Area 10 mm², Temperature Difference 2.5 °C → Heat Transfer Rate = 0.625 µW
Reducción de Potencia (Temperatura) Pmax = Prated × (Tmax−T) / (Tmax−Tknee) Rated Power 22 mW, Max Temperature 2.5 °C, Operating Temperature 5.5 °C, Derating Start Temp 11.8 °C → Derated Power = 22 mW
Resistencia Térmica por Convección Natural Rsa = 1 / (h × A) Convection Coefficient 0.025, Surface Area 10 mm² → Surface-to-Ambient Rth = 4 × 10⁶ °C/W
Comprobación de estabilidad de fuga térmica Estable si dP/dT < 1/Rth_ja Power Temp Coefficient 0.025, Junction-to-Ambient Rth 0.1 °C/W → Stable if dP/dT < 1/Rth_ja = 9.975
Resistencia térmica del cobre de la PCB Rth = d / (k × A) Conduction Path Length 0.1 mm, Cross-Section Area 0.1 mm² → Thermal Resistance = 2.597 °C/W
Requisito de Caudal de Aire del Ventilador CFM = P / (1.08 × ΔT) Heat Dissipation 10 mW, Temperature Rise 2.5 °C → Airflow = 0.00704

Variables usadas en las fórmulas de Térmica

  • Tj — Temperatura de unión (°C)
  • Ta — Temperatura ambiente (°C)
  • P — Potencia disipada (W)
  • Rθja — Resistencia térmica unión-ambiente (°C/W)
  • Rθjc — Resistencia térmica de unión a cápsula (°C/W)
  • Rθcs — Resistencia térmica de cápsula a disipador (°C/W)
  • Rθsa — Resistencia térmica de disipador a ambiente (°C/W)
  • Tj_max — Temperatura de unión máxima admisible según la hoja de datos (°C)
  • Pmax — Disipación de potencia máxima permisible (W)
  • Tc — Temperatura de la cápsula (°C)
  • θjc — Resistencia térmica de unión a cápsula (°C/W)
  • τ — Constante de tiempo térmica (s)
  • Cth — Capacitancia térmica (J/°C)
  • Rth — Resistencia térmica (°C/W)
  • Q — Tasa de transferencia de calor (W)
  • h — Coeficiente de transferencia de calor por convección (W/(m²·°C))
  • A — Área superficial expuesta al flujo de aire (m²)
  • ΔT — Diferencia de temperatura entre la superficie y el aire ambiente (°C)
  • Prated — Potencia nominal completa en o por debajo de Tknee (W)
  • Tmax — Temperatura nominal máxima a potencia cero (°C)
  • T — Temperatura de funcionamiento real (°C)
  • Tknee — Temperatura donde comienza la reducción (°C)
  • R_sa — Resistencia térmica de superficie a ambiente (°C/W)
  • dP/dT — Tasa de aumento de potencia con la temperatura (W/°C)
  • Rth_ja — Resistencia térmica de unión a ambiente (°C/W)
  • d — Longitud del recorrido de conducción (m)
  • CFM — Caudal de aire requerido en pies cúbicos por minuto

Preguntas frecuentes sobre Térmica

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