Modelado térmico de resistencia de chip de película gruesa 0805

Hace poco me enfrenté a la pregunta de qué potencia de pico / pulso puede resistir una resistencia de película gruesa 0805 estándar.

Fondo: Estamos diseñando un convertidor DCDC bidireccional de 2kW. El lado primario es alimentado por un generador / motor trifásico (rectificado y suavizado) con 180 VCC, el lado secundario está conectado a una batería de 28 voltios. El generador / motor está conectado al eje de transmisión de un motor de combustión. Hay dos modos operativos:

1. El motor de combustión está apagado, se extrae energía de la batería y se intensifica para arrancar el motor de combustión utilizando el generador como motor.
2. El motor de combustión está en marcha y el generador se alimenta. La energía se extrae del generador y se usa para cargar la batería (y suministrar algunas otras cosas)

En el lado secundario (batería de 28 V) se implementa un filtro de salida LC con un circuito de amortiguación RC paralelo para la frecuencia de resonancia del filtro (consulte la figura a continuación).

Declaracióndeproblema:Cuandolabateríaseconectaporprimeravezalladosecundario,laresistenciadeamortiguacióndebemanejarungranimpulsodecorrienteparacargarelcondensadorde120µ.Alprincipiousamosunaresistencia0805estándar,perodurantelarevisiónsecuestionólacapacidaddepotenciadeestaresistencia.Porsupuesto,hayresistenciasquehanespecificadocapacidadesdepotenciadepulsosmencionadasensushojasdedatos,peroteníacuriosidadacercadeloquepodríamanejarunapelículagruesaestándarynosololagolpeeconalgunasresistenciasgrandes.Eldiseñotambiénesmuylimitadoencuantoavolumenfísicoypeso,porloquequieroencontrarlamejorsoluciónparaelproblema.Poresotratédeconstruirunmodelotérmicodeunaresistenciadepelículagruesa0805enLTSpice.

Elmodelo:Lapotenciatérmicaenunaresistenciadepelículagruesasegeneranaturalmenteenelelementoresistivo(lapelícularesistiva).Lapelículaestáunidaalsustratoconunaresistenciatérmicaespecífica.Lapelículatambiéntieneunacapacidadtérmicaespecífica,aligualqueelsustrato.Encontré este (tabla 1 página 6) documento que indica que resistencia térmica entre la película, un sustrato de una resistencia 0805 es de aproximadamente 38 ° C / W. También encontré en este documento que la película tiene un espesor de 10µm y se puede hacer, por ejemplo, . Plata o paladio. La capacitancia de calor isobárica volumétrica de plata es 2.44 J cm-3 K-1. La huella de una resistencia 0805 es de 2 mm x 1,25 mm. El volumen de la película gruesa es, en el mejor de los casos, 2 mm x 1.25 mm x 10 µm = 0,000025 cm³, por lo que la capacidad térmica de la película es de 0,061 mJ / K y la capacidad térmica del sustrato de aluminio de aproximadamente 1,5 mJ / K, respectivamente. p>

Teniendo en cuenta lo anterior, se me ocurrió la simulación LTSpice simulación está aquí en dropbox

Pregunta / Resultados: Según la simulación de Spice, la película de resistencia alcanzará su punto máximo con ~ 670 ° C, que depende principalmente de la capacidad de calor de la película porque la resistencia térmica al sustrato es demasiado grande. También hice una configuración de prueba de laboratorio que resultó en una resistencia de chip 0805 agrietada.

Mis preguntas son:

1. ¿Es aceptable el enfoque del modelo o he cometido algunos errores fundamentales?
2. No pude encontrar información sobre la temperatura máxima que la película puede alcanzar (las hojas de datos no difieren entre la película, el sustrato y las temperaturas de los cables como lo hacen con los IC, donde se pueden encontrar temperaturas de unión y de caja, etc.)
3. ¿Vale la pena considerar esto o normalmente solo tomas algunas resistencias más y no pierdes el tiempo como lo hice?

Gracias de antemano