[发明专利]模拟芯片发热功率及表面温度的测试方法

权利要求书

1.一种模拟芯片发热功率及表面温度的测试方法，其特征在于包括如下步骤：

在环境常温条件下，测试实际芯片运行工况下的表面温度T随时间τ变化的关系，得到实际芯片表面温度与时间的T-τ曲线；根据实际芯片发热功率P_h和时间τ的数值，得到P_h-τ曲线；测试模拟芯片不同功率下芯片表面的温度、瞬间热飙升的响应速度和在恒定功率下达到平衡时的表面温度的变化过程，得到模拟芯片电功率P_v=UI与模拟芯片表面温度T和时间τ的关系曲线P_v-T-τ；分析模拟芯片表面温度与模拟芯片发热功率、时间之间关系P_v-T-τ曲线，建立与实际芯片尺寸相同的芯片传热模型；根据测试的实际芯片T-τ曲线，利用芯片传热模型分析得到P_h-τ曲线，得到实际芯片运行表面温度与时间关系的P_h-T-τ曲线；分析实际芯片传热模型P_h-T-τ和模拟实际芯片P_v-T-τ曲线，得到实际芯片发热功率P_h与模拟芯片电功率P_v关系式：P_v=a*P_h³+b*P_h²+c*P_h+d；再由此P_v关系得到模拟芯片电压控制P_v-τ曲线；对可编程控制器编程，将模拟芯片连接线与直流稳压电源正负极连接，连接直流稳压电源和可编程控制器，通电加热模拟芯片，加载实际运行程序，实现模拟芯片的热功率加载，采用可编程控制模块控制电压输出，使直流稳压电源输出P_v-τ电压加载模拟芯片，测试并模拟芯片表面温度，将模拟芯片实测表面温度与实际芯片表面温度对比，实现模拟实际芯片的发热功率，其中，U为电压，I为电流，ａ为芯片的对流换热修正系数，b为芯片传导散热修正系数，c为辐射散热修正系数，d为芯片散热量。

2.一种利用如权利要求1所述方法的模拟芯片表面温度测试系统，包括：数据采集系统和计算机，设置在恒温控制箱内测试模拟芯片运行所需的测试电路板、按照实际电路板的芯片位置进行制作的模拟芯片，向测试电路板和可编程控制器供电稳压的直流稳压电源，其特征在于：作为加热片的模拟芯片insuation连线直流稳压电源正负极，与实际芯片相同的模拟芯片表面中心及四角分布五个热电偶形成芯片传热模型，通过数据采集系统相连计算机和可编程控制器组成模拟芯片表面温度测试系统。

3.根据权利要求2所述的模拟芯片表面温度测试系统，其特征在于：直流稳压电源输出P_v-τ电压加载于模拟芯片，热电偶测试模拟芯片表面温度；可编程控制器通过计算机加载实际运行程序，设置电压-时间曲线，控制电压输出，运行模拟芯片工况表面温度与时间T-τ曲线，分析实际芯片传热模型P_h-T-τ关系曲线和模拟芯片P_v-T-τ曲线，根据芯片的对流换热修正系数ａ，芯片传导散热修正系数b，辐射散热修正系数c，芯片散热量d，得到芯片发热功率P_h与模拟芯片电功率P_v关系式，P_v=a*P_h³+b*P_h²+c*P_h+d，建立与实际芯片尺寸相同的传热模型，得到模拟芯片表面温度与芯片发热功率P_h和时间τ的关系曲线P_h-T-τ，将模拟芯片实测表面温度与实际芯片表面温度对比，测定分析和对比分析模拟任意芯片工作状态的发热功率的与实际工作状态及其发热功率瞬间变化热量，确定出反映模拟芯片运行时的持续发热量和散热性能。

4.根据权利要求2所述的模拟芯片表面温度测试系统，其特征在于：为确保测试环境温度保持恒定，直流稳压电源采用直流电压为0～24V。

5.根据权利要求2所述的模拟芯片表面温度测试系统，其特征在于：所述恒温控制箱的环境温度设为20℃～25℃。