电源设计说明：SPICE热模型

SPICE 模型没有直接管理系统组件和热行为的命令。然而，由于特定数学方程的实现，有一些 SPICE 模型可用于执行与热量相关的模拟。它们被定义为“热模型”。热模型模拟用于在热设计的初始阶段进行粗略估计。实现热行为的设备可用于在温度域中处理和产生结果。

SPICE 标准和热模型

电子元件的普通 SPICE 模型描述了典型设备的特性。在大多数情况下，此类模型可以成为评估组件性能的有用工具。显然，他们无法预测所有工作条件下的运行情况，因此，他们无法准确模拟设备在所有条件下的性能，尤其是热条件下的性能。因此，今天可以找到以下仿真模型：

• 通用 SPICE 模型
• SPICE 热模型

前者，在用 SPICE 语言进行的内部描述中，其特点是仅存在表征组件的电气和电子端子。例如，下面是一个 UF3C065080T3S MOSFET，其特征仅在于三个端子：漏极 (nd)、栅极 (ng) 和源极 (ns)。

********************** D G S

.subckt UF3C065080T3S nd ns

Ld nd nd1 5n

Lmd ns1 nd2 2n

Ljg ng1 ns3 4n

…………

xj1 nd1 ng1 ns1 jfet_G3_650V_Ron 参数：Ron=75m Rgoff=1.3 Rgon=1.3

xm1 nd2 ng2 ns2 mfet180

.ends

另一方面，后者也有典型热参数和电气参数的文字描述。如您所见，除了 MOSFET 的常用端子（1 = 漏极，2 = 栅极，3 = 源极）之外，它们还报告其他热参数，这些参数也在组件的图形模型中：

• Tj
• TC
• 塔

例如，以下是 SCT3017AL_T MOSFET，其特征在于端子漏极 (1)、栅极 (2)、源极 (3)、Tj、Tc、Ta。

********************DGS Tj Tc Ta

.SUBCKT SCT3017AL_T 1 2 3 Tj Tc Ta

.PARAM T0=25 T1=-100 T2=600

.FUNC K1(T) {MIN(MAX(T,T1),T2)}

V1 1 11 0

L1 3 32 4.1n

…………

R2 3 32 10

C1 23 12 1p

C21 Tj Ta 1.234m

.ENDS SCT3017AL_T

显示的模型显然已经过简化，并不完整。从图 1 中可以看出，传统 SPICE 模型与热模型的区别正是标题行，其中列出了组件的电气端子和/或热端子。
 

图 1：传统 SPICE 模型和热模型