リニアレギュレータの熱シミュレーション リニアレギュレータの熱シミュレーションの回路と方法

リニアレギュレータの熱シミュレーションの回路と方法

1項目目の「リニアレギュレータの熱シミュレーションの回路と方法」について説明します。

• リニアレギュレータの熱シミュレーションの回路と方法
• パラメータ設定と熱シミュレーションモデル
• 熱シミュレーションモデルの基板条件

なお、この記事のもとになっている「User’s Guide リニアレギュレータBD4xxMxシリーズの熱シミュレーション」は下記からダウンロードできます。
https://fscdn.rohm.com/jp/products/databook/applinote/ic/power/linear_regulator/bd4xxmx_thermal_simulation_ug-j.pdf

熱シミュレーション回路一覧

最初に、現状で用意されているリニアレギュレータSolution Circuitの熱シミュレーション回路一覧を示します。出力電圧3.3V/5.0V、出力電流200mA/500mAのラインナップが用意されています。

特徴としては、入力電圧範囲が3V～42V、動作温度がー40℃～＋150℃と広く、車載対応しています。車載用バッテリに、直結して使用することができます。出力電圧精度は±2%、低暗電流38μ～40μA（Typ.）と高性能です。また必要な外付け部品は、入力容量（0.1μF以上　Typ.）と出力容量（10μF以上　Typ.）の２個だけです。

シミュレーション回路図の例

シミュレーション回路(BD433M2EFJ-C)

上図における緑色の線に囲まれている部分は熱シミュレーション回路、それ以外は電気シミュレーション回路を表しています。熱シミュレーション回路は、電気シミュレーションで算出したデバイスの損失と、基板に搭載したリニアレギュレータを熱シミュレーションモデル化し、リニアレギュレータの温度を算出します。右上の青線のグラフが、リニアレギュレータの接合温度（ジャンクション温度、Tj）となります。起動後、時間と共に接合温度が上昇し、おおよそ600秒以降は接合温度が約66℃で安定しています。

シミュレーションの方法

Simulation Settingsと実行

熱シミュレーションの実行は、上図の緑のRunボタン▶をクリックすることで実行できます。シミュレーション条件は、歯車印をクリックすることで設定できます。初期状態では、すでに条件設定されてシミュレーション結果も表示されています。シミュレーション条件を変更後に熱シミュレーションを実行すると、温度グラフなどが更新されます。