Verificação de Estabilidade contra Embalamento Térmico

Fórmula

Descrição

O embalamento térmico ocorre quando a dissipação de potência de um componente aumenta com a temperatura mais depressa do que o sistema de arrefecimento consegue remover o calor, criando um ciclo de realimentação positiva que conduz à destruição. A condição de estabilidade exige que a taxa de aumento da potência com a temperatura (dP/dT) seja inferior à capacidade de arrefecimento (1/Rth_ja). O resultado direto mostra a margem de estabilidade: positivo significa estável, negativo significa risco de embalamento térmico. Isto é crítico para BJTs (que têm coeficiente de temperatura de corrente positivo), MOSFETs em modo linear e reguladores de tensão a alta potência.

Variáveis

• dP/dT — Taxa de aumento da potência com a temperatura (W/°C)
• Rth_ja — Resistência térmica junção-ambiente (°C/W)

Notas Práticas

Um resultado positivo indica margem de estabilidade. Um resultado negativo significa que o projeto térmico é instável — melhore o arrefecimento (Rth mais baixa) ou reduza a sensibilidade potência-temperatura. Os BJTs são particularmente suscetíveis porque a corrente de coletor aumenta com a temperatura (cerca de 7%/°C), o que aumenta a dissipação de potência. Os MOSFETs têm um coeficiente de temperatura negativo em modo de saturação, proporcionando estabilidade inerente, mas um coeficiente positivo em modo linear (óhmico).