一种线性稳压器热阻测试方法技术

本发明专利技术公开了一种线性稳压器热阻测试方法，搭建线性稳压器芯片结温测试结构，采用油浴法测试线性稳压器芯片结温，然后搭建线性稳压器结到壳热阻测试结构进行线性稳压器结到壳热阻测试，确定壳温及器件施加的功率，最后计算得到线性稳压器结到壳的热阻。本发明专利技术热阻测试方法操作简便，结构简洁，容易实现且成本低，采用二极管正向压降表征芯片结温，测试精度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种线性稳压器热阻测试方法
本专利技术属于模拟集成电路测试
，具体涉及一种线性稳压器热阻测试方法。
技术介绍
线性稳压器是当今电子系统中的重要组成部分，目前正向大电流、高功率密度、高效率等方向发展，具有低噪声、应用简单、可靠性高的特点，一直是电源管理领域的重要组成部分。线性稳压器是一种大功率线性集成电路，由于电路结构的特点，自身耗散功率较大，大功率使用过程中芯片温度较高，结到壳的热阻影响线性稳压器的功率使用范围，故需测试其结到壳的热阻，为其应用过程中设计PCB板级散热装置提供依据，降低使用过程中芯片的结温，提高线性稳压器的可靠性、使用寿命。因此采用线性稳压器设计电源管理系统时，设计者非常关注该器件结到壳的热阻。目前，现有的测试资源不具备线性稳压器热阻的测试能力，本专利技术主要针对线性稳压器结到壳热阻测试问题，提出了一种线性稳压器热阻测试方法，该方法的提出，将提升大电流、高功率密度线性稳压器在电源管理
的应用及发展，为该系列大功率电路更改的服务于高新电子技术产业发展提供可靠性保障。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种线性稳压器热阻测试方法，利用现有的测试设备，既能保证结到壳热阻测试，又能准确获取所关注的测试数据，并通过合理的定义和测算方法，得到线性稳压器结到壳热阻这一参数。本专利技术采用以下技术方案：一种线性稳压器热阻测试方法，搭建线性稳压器芯片结温测试结构，采用油浴法测试线性稳压器芯片结温，然后搭建线性稳压器结到壳热阻测试结构进行线性稳压器结到壳热阻测试，确定壳温及器件施加的功率，最后计算得到线性稳压器结到壳的热阻。可选的，在线性稳压器芯片结温测试结构中设置二极管，二极管负向端与地相连，正向端通过压焊丝与电路空管脚或外部测试点相连，扫描二极管从20～125℃正向导通电压曲线，根据二极管不同温度条件下正向导通电压曲线表征芯片结温。进一步的，线性稳压器芯片结温测试结构包括恒流源、万用表、油锅、加热装置和点温度计，二极管和点温度计测试探头均设置在油锅内，位于油面之下，加热装置设置在油锅下部；恒流源与二极管的正极连接，二极管的负极接地，万用表的正极与二极管负极连接，负极与二极管正极连接；点温度计测试探头与点温度计连接，万用表测量二极管正向导通电压；加热装置加热油至130℃，停止加热并自然冷却，在冷却过程中从125～25℃每5℃测量二极管的正向导通电压，得出二极管正向导通电压与温度的曲线。进一步的，恒流源为二极管正向端施加恒定电流为1～10mA。可选的，线性稳压器结到壳热阻测试结构包括电源、电子负载、万用表、低温恒温槽、点温度计和测试板，第一个高精度万用表正向端接VIN，负向端接地；另一个高精度万用表正向端接VOUT，负向端接地；点温度计温度探测端接外壳底部；线性稳压器放置在低温恒温槽中；电子负载接VOUT；电容C1的一端接VIN，另一端端接地；电容C2的一端接VIN，另一端端接地；电容CL的一端接VOUT，另一端端接地。进一步的，利用测试板为线性稳压器施加响应的电容器件，利用引线将线性稳压器外引线与测试板相连，将被测器件装入有点温度计的低温恒温槽的散热板凹槽中；被测器件VIN端接电源，GND端接地；负载电容CL一端接被测器件VOUT端，另一端接地；输入电容C1一端接被测器件VIN端，另一端接地；输入电容C2一端接被测器件VIN端，另一端接地。可选的，线性稳压电源热阻测试具体为：根据二极管正向导通电压与温度的特性曲线，通过增加输入电源电压，增加电子负载电流值，以增加低温恒温凹槽的功率，待电路热平衡后，低温恒温凹槽中线性稳压器结温达到125℃，采用万用表测量线性稳压器输入电压、输出电压，计算出结温125℃时线性稳压器芯片施加的功率，记录壳温，计算得到线性稳压器结到壳的热阻。进一步的，线性稳压器结到壳的热阻RJC计算如下：P＝(VIN-VOUT)×IL其中，TJ为线性稳压器芯片结温，TC为线性稳压器壳温，P为线性稳压器的耗散功率，VIN为线性稳压器输入电压，VOUT为线性稳压器输出电压，IL为线性稳压器输出电流。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种线性稳压器热阻测试方法，搭建线性稳压器芯片结温测试结构，采用油浴法测试线性稳压器芯片结温，然后搭建线性稳压器结到壳热阻测试结构进行线性稳压器结到壳热阻测试，确定壳温及器件施加的功率，最后计算得到线性稳压器结到壳的热阻，降温测试二极管正向压降精度较高。进一步的，二极管正向压降随温度变化近似为线性关系，可准确表征芯片结温。进一步的，线性稳压器芯片结温测试结构由恒流源、高精度万用表(微伏级)、油锅、加热装置、温度计组成。利用二极管的一定电流条件下，正向导通电压为负温度特性，扫描二极管从20～125℃正向导通电压曲线，利用该二极管不同温度条件下正向导通电压曲线可以表征芯片结温，该测试结构简洁，容易实现且成本低。进一步的，芯片中的二极管发射区面积一般约几十平方微米，1～10mA静态电流下工作可靠性好。进一步的，线性稳压器结到壳热阻测试结构由电源、电子负载、高精度万用表(微伏级)、低温恒温槽、点温度计、测试板组成。在确定线性稳压电源输出端负载电容值CL条件下，基于本方法搭建的测试系统，线性稳压器额定使用范围内，通过增加输入电源电压，增加电子负载电流值，以增加该器件的功率，待电路热平衡后，器件中芯片结温达到125℃，采用高精度万用表测量线性稳压器输入电压、输出电压，进一步的，利用P＝(VIN-VOUT)×IL算出结温125℃时芯片施加的功率，观察点温度计值，记录壳温；利用计算线性稳压器结到壳的热阻；该测试方法提取参数方式简单、直观，对测试设备精度及信号链路的完整性要求低，易于实现。综上所述，本专利技术热阻测试方法操作简便，结构简洁，容易实现且成本低，采用二极管正向压降表征芯片结温，测试精度较高。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为集成具有独立二极管的线性稳压器原理图；图2为线性稳压器结温测试原理图；图3为线性稳压器热阻测试原理图；图4为LW5176-1.5芯片中二极管正向导通电压与温度的特性曲线。具体实施方式热阻是表征器件散热能力的参数，是热平衡条件下沿器件热流通道上的温度差与产生温度差的耗散功率之比，即热传导路径上的阻力，表示热传导过程中每散发1W的功率热量，热路两端需要的温度之差。根据结到壳热阻定义，需要测量参数包括结温、管壳温度和耗散功率。其中管壳温度可直接测量，耗散功率可通过施加电压与电流计算得出。请参阅图1，本专利技术一种线性稳压器热阻测试方法，包括以下步骤：S1、油浴法测试线性稳压器芯片结温线性稳压器芯片结温测试结构由恒流源、高精度万用表(微伏级)、油锅、加热装置、温度计组成，如图2所示，二极管和点温度计测试探头均设置在油锅内，位于油面之下，加热装置设置在油锅下部；恒流源与二极管的正极连接，二极管的负极接地，高精度万用表的正极与二极管负极连接，负极与二极管正极连接；点温度计测试探头与点温度计连接。利用二极管的一定电流条件下，正向导通电压为负温度特性，扫描二极管从20～125℃正向导通电压曲线，利用该二极管不同温度条件下正向导通电压曲线可以表征芯片结温。在设计线性稳压器芯片设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性稳压器热阻测试方法，其特征在于，搭建线性稳压器芯片结温测试结构，采用油浴法测试线性稳压器芯片结温，然后搭建线性稳压器结到壳热阻测试结构进行线性稳压器结到壳热阻测试，确定壳温及器件施加的功率，最后计算得到线性稳压器结到壳的热阻。

【技术特征摘要】
1.一种线性稳压器热阻测试方法，其特征在于，搭建线性稳压器芯片结温测试结构，采用油浴法测试线性稳压器芯片结温，然后搭建线性稳压器结到壳热阻测试结构进行线性稳压器结到壳热阻测试，确定壳温及器件施加的功率，最后计算得到线性稳压器结到壳的热阻。2.根据权利要求1所述的线性稳压器热阻测试方法，其特征在于，在线性稳压器芯片结温测试结构中设置二极管，二极管负向端与地相连，正向端通过压焊丝与电路空管脚或外部测试点相连，扫描二极管从20～125℃正向导通电压曲线，根据二极管不同温度条件下正向导通电压曲线表征芯片结温。3.根据权利要求2所述的线性稳压器热阻测试方法，其特征在于，线性稳压器芯片结温测试结构包括恒流源、万用表、油锅、加热装置和点温度计，二极管和点温度计测试探头均设置在油锅内，位于油面之下，加热装置设置在油锅下部；恒流源与二极管的正极连接，二极管的负极接地，万用表的正极与二极管负极连接，负极与二极管正极连接；点温度计测试探头与点温度计连接，万用表测量二极管正向导通电压；加热装置加热油至130℃，停止加热并自然冷却，在冷却过程中从125～25℃每5℃测量二极管的正向导通电压，得出二极管正向导通电压与温度的曲线。4.根据权利要求3所述的线性稳压器热阻测试方法，其特征在于，恒流源为二极管正向端施加恒定电流为1～10mA。5.根据权利要求1所述的线性稳压器热阻测试方法，其特征在于，线性稳压器结到壳热阻测试结构包括电源、电子负载、万用表、低温恒温槽、点温度计和测试板，第一个高精度万用表正向端接VIN，负向...

【专利技术属性】
技术研发人员：季轻舟，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61