本文第1部分結束時1提到，通過VHDL_AMS建模，設計人員可以協調熱控和電氣設計。實際上，閱讀“熱門話題：電氣熱設計”一文之后2，可以清楚地看出，VHDL-AMS設計中幾個晶體管、其他半導體元件以及發熱元件產生的熱通量可直接注入熱阻容 （RC） 網絡，建立這些元件散熱器，或簡單外圍電路的模型。

這樣，可以計算應用中的熱點，正確設計各種散熱器。

圖1是 off/off溫度傳感應用中量化器件產生熱量的一個例子 （參考文獻3為讀者提供模擬這個電路的URL）。

圖1

然后，用求出的計算溫度 （節點：“achieved temp” ） 作為反饋信號，通過Vishay NTCLE100熱敏電阻控制發熱元件。

這種熱量計算內置在SystemVision Cloud VHDL AMS描述模型中。雖然固定電阻很簡單，但晶體管計算有點復雜。

將VHDL-AMS理論描述精度與最佳SPICE的速度相結合的想法看起來吸引人，但是誰有時間？ 這是因為LTspice某些方面仍然 （部分） 缺少可以依據的事實，即使20年之后，某些方面還是不明。以圖2a電路為例。我們想計算Q1晶體管耗散功率。經過瞬態模擬之后，將鼠標指向Q1，按 “alt” 鍵。Q1附近出現綠/紅兩色溫度計 （圖2b）。左鍵單擊這個溫度計，不僅可以獲得Q1耗散功率，甚至可以獲得虛擬示波器得出這一結果使用的公式。

功率= V（C,E） x Ic（Q1）+ V（B,E） x Ib（Q1）

式中

-C、E和B節點是Q1集電極、發射極和基極節點

-Ic（Q1） 和 Ib（Q1） 分別是Q1的集電極和基極電流

圖2a 圖2b

舉例來說，R2也一樣。Q1和R2的功率電平如圖3所示。

圖3

我們再進一步。由于與VHDL-AMS一樣，LTspice為工程師協調熱控/電氣設計提供了可能性，我們現在要做的就是建立熱電數據庫。具體方法如圖4所示。通過增加行為電流源可以輕松創建新器件，所得值與LTspice公式計算結果完全一致。熱源 （單位W） 模擬為電流 （單位A） - 看起來有點麻煩，但盡管如此，的確很實用。

圖4左側部分顯示分解器件，右側顯示帶HEAT引腳輸出的熱NPN晶體管新合成符號。

圖4

這個電流源 （我稱之為“熱源” ） 可直接注入熱RC網絡，這與SystemVision Cloud的情況完全相似。系統溫度是節點 （syst） 電壓，從25 °C （起點） 開始陡升，直至達到高值，取決于熱敏電阻R10 （圖5）。

圖5

最后一個例子，我們看圖6電路，這是一個基于Vishay VOT8125 TRIAC光耦的溫度調節電路。請注意，散熱器由熱敏電阻 （°C/W） 和熱敏電容 （J/°C） 臨時組成。

圖6

圖7a顯示散熱器和NTC溫度瞬態變化，所有元件存在蒙特卡羅公差。圖7b顯示V（NTC） 達到v（ref） 以及因R9滯后時，相應電壓變化和運放U3切換。

圖7a

圖7b

作為一般性結論，我們看到，SystemVision Cloud和LTspice都可以協調熱控/電氣設計，特別是基于熱敏電阻的電路。 盡管途徑不同，但兩者實現的目標是一樣的。

有關LTspice的問題，我們在本文第一部分說過，這個軟件中器件溫度有時需要以伏特表示，現在，我們以電流源表示熱量結束第二部分。這樣，工程師是不是更靈活了？ 最后，采用參考文獻4介紹的技巧可以巧妙地求出這種單位的瓦數。我們以圖6為例，假定我們以W為單位顯示熱元件U9的耗散功率，以°C為單位顯示元件溫度。

我們用-I（V5）*1W/1A、V（Tsystem）*1degC/1V等指標繪出圖形，得到圖8所示圖表，其中功率 （熱耗散） 和溫度還原各自的單位。

圖8

與以往一樣，本文使用的所有仿真電路可在SystemVision Cloud網站獲取，或通過edesign.ntc@vishay.com與作者聯系。

1.https://www.planetanalog.com/author.asp？section_id=3356&doc_id=565170

2.https://www.planetanalog.com/author.asp？section_id=3353&doc_id=564612

3.https://www.systemvision.com/design/onoff-temperature-control-thermistor-and-heated-body-models

4.LTspice ： Nouvelles commandes， applications inédites， création et importation de modèles et de sous-circuits， page 85， Dunod， 2015