大功率電源中mosfet熱設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-29 23:25本頁(yè)面
【正文】 設(shè)在引腳的下面，ΘJA將高出兩倍(表1)。如果將多個(gè)MOSFET并聯(lián)使用，ΘJA主要取決于它們所安裝的銅膜面積。兩個(gè)器件的等效ΘJA可以是單個(gè)器件的一半，但必須同時(shí)加倍銅膜面積。也就是說(shuō)，增加一個(gè)并聯(lián)的MOSFET而不增加銅膜的話，可以使RDS(ON)減半但不會(huì)改變?chǔ)↗A很多。最后，ΘJA規(guī)范通常都假定沒(méi)有任何其它器件向銅膜的散熱區(qū)傳遞熱量。但在高電流情況下，功率通路上的每個(gè)元件，甚至是PCB引線都會(huì)產(chǎn)生熱量。為了避免MOSFET過(guò)熱，需仔細(xì)估算實(shí)際情況下的ΘJA，并采取下列措施： 仔細(xì)研究選定MOSFET現(xiàn)有的熱性能方面的信息。 考察是否有足夠的空間，以便設(shè)置更多的銅膜、散熱器和其它器件。 確定是否有可能增加氣流。 觀察一下在假定的散熱路徑上，是否有其它顯著散熱的器件。 估計(jì)一下來(lái)自周圍元件或空間的過(guò)剩熱量或冷量。設(shè)計(jì)實(shí)例。兩個(gè)工作于300kHz的相同的30A功率級(jí)總共提供60A輸出電流。MAX1544 IC驅(qū)動(dòng)兩級(jí)電路，采用180176。錯(cuò)相工作方式。該電源的輸入范圍7V至24V，機(jī)殼的最大額定環(huán)境溫度為+60176。C。圖3. 該降壓型開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器中的MOSFET經(jīng)由本文所述的迭代過(guò)程選出。板級(jí)設(shè)計(jì)者通常采用該類型的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)今天的高性能CPU。同步整流器由兩片并聯(lián)的IRF6603 MOSFET組成，組合器件的最大RDS(ON)，在+125176。C (預(yù)定的TJ(HOT))。在最大占空比94%，30A負(fù)載電流，(ON)時(shí)。提供2in178。銅膜來(lái)耗散這些功率，總體ΘJA大約為18176。C/W，該熱阻值取自MOSFET的數(shù)據(jù)資料。組合MOSFET的溫升將接近于+63176。C，因此該設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠工作在最高+60176。C的環(huán)境溫度下。開(kāi)關(guān)MOSFET由兩只IRF6604 MOSFET并聯(lián)組成，組合器件的最大RDS(ON)，在+125176。C (預(yù)定的TJ(HOT))。組合后的CRSS為380pF。VIN= 7V時(shí)。輸入為VIN= 24V時(shí)， ?？倱p耗在各輸入工作點(diǎn)大致相等，最壞情況(最低VIN)。28176。C/W的ΘJA將產(chǎn)生+46176。C的溫升，允許工作于最高+80176。C的環(huán)境溫度。若環(huán)境溫度高于封裝的最大規(guī)定溫度，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮減小用于MOSFET的覆銅面積，盡管該步驟不是必須的。本例中的覆銅面積只單獨(dú)考慮了MOSFET的需求。 如果還有其它器件向這個(gè)區(qū)域散熱的話，可能還需要更多的覆銅面積。如果沒(méi)有足夠的空間增加覆銅，則可以降低總功耗，傳遞熱量到低耗散區(qū)，或者采用主動(dòng)的辦法將熱量移走。結(jié)論熱管理是大功率便攜式設(shè)計(jì)中難度較大的領(lǐng)域之一。這種難度迫使我們有必要采用上述迭代過(guò)程。盡管該過(guò)程能夠引領(lǐng)板級(jí)設(shè)計(jì)者靠近最終設(shè)計(jì)，但是還必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)最終確定設(shè)計(jì)流程是否足夠精確。計(jì)算MOSFET的熱性能，為它們提供足夠的耗散途徑，然后在實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)這些計(jì)算，這樣有助于獲得一個(gè)健壯的熱設(shè)計(jì)。
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1