汽車電子環(huán)境溫度及其影響

在汽車電子中，環(huán)境溫度是一個(gè)重要的參數(shù)，尤其是對于熱設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者也需要根據(jù)環(huán)境溫度來選擇合適的器件，但是到底實(shí)際環(huán)境溫度是多少？是怎么定義的？大部分時(shí)候設(shè)計(jì)者只有一個(gè)模糊的概念。

什么是環(huán)境溫度？

我們在設(shè)計(jì)一個(gè)汽車電子產(chǎn)品的時(shí)候進(jìn)行散熱設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的目的就是要確保每個(gè)器件發(fā)熱過程中不至于導(dǎo)致功能失效，或者導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不可用。系統(tǒng)不可用涉及多方面，包括功耗、環(huán)境因素、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。所以，我們需要定義環(huán)境溫度。下圖是一個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)點(diǎn)處的溫度定義，分別說明：

1. 系統(tǒng)溫度，這點(diǎn)的溫度不受系統(tǒng)溫升的影響，等效于熱地（thermal ground）；

2. 系統(tǒng)內(nèi)部的空氣溫度，因?yàn)檫h(yuǎn)離器件，受溫升影響小；

3. 流過器件表面的空氣溫度；

4. 系統(tǒng)殼體的溫度，設(shè)計(jì)過程中一定要考慮，該點(diǎn)的溫度不能超過某最大溫度值；

5. 系統(tǒng)入口和出口的溫度；

6. 如果系統(tǒng)在臺架上或溫箱內(nèi)測試，這點(diǎn)是測試室內(nèi)的溫度；

7. 做高溫測試時(shí)，該點(diǎn)是溫箱內(nèi)的溫度；

8. 溫箱內(nèi)預(yù)熱溫度。

在這8個(gè)溫度點(diǎn)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師需要考慮的點(diǎn)是2,4或5，因?yàn)檫@幾點(diǎn)是可測的；試驗(yàn)工程師會關(guān)心6,7或8點(diǎn)，他們需要溫度可控制；而器件供應(yīng)商關(guān)心的是1和3點(diǎn)的溫度，因?yàn)檫@兩點(diǎn)的溫度在器件建模的時(shí)候需要，而且他們不會考慮整個(gè)系統(tǒng)的溫度情況。

以上就是環(huán)境溫度的定義，對于不同的使用者，定義是不同的。

所以，當(dāng)我們的合作伙伴告訴我們環(huán)境溫度是65℃時(shí)，我們需要弄明白是哪一點(diǎn)的測量溫度，操作條件是什么，持續(xù)時(shí)間是多長。

在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們更需要考慮器件表面的溫度，或者電路板的溫度，這會更接近實(shí)際，而通常所說的環(huán)境溫度不能直接拿來作為設(shè)計(jì)用。如果有可能，在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品的時(shí)候，我們需要測試類似產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行溫度，再作進(jìn)一步校準(zhǔn)，而不是把建模后仿真的溫度當(dāng)做產(chǎn)品的設(shè)計(jì)溫度。