Notizie PCB - Progettazione del circuito stampato-dissipazione del calore del dispositivo di alimentazione SMT

1. Requisiti di sistema:

VOUT=5,0V; VIN(MAX)=9,0V; VIN(MIN)=5,6V; IOUT=700mA; ciclo operativo = 100%; TA=50 gradi Celsius

Selezionare lo stabilizzatore di tensione 750mA MIC2937A-5.0BU secondo i requisiti di sistema di cui sopra e i suoi parametri sono:

VOUT=5V±2% (caso peggiore in caso di surriscaldamento)

TJ MAX=125°C. Utilizzando il pacchetto TO-263, θJC=3 gradi Celsius/W;

¸CSâˆ0 gradi Celsius/W (saldato direttamente sul circuito stampato).

2. Calcolo preliminare:

VOUT(MIN)=5V-5*2%=4,9V

PD=(VIN(MAX)-VOUT(MIN))+IOUT+(VIN(MAX)=[9V-4.9V]*700mA+(9V*15mA)=3W

L'aumento massimo della temperatura, ΔT=TJ(MAX)-TA = 125 gradi Celsius-50 gradi Celsius = 75 gradi Celsius; θ JA (peggiore dei casi): Δ T/PD=75 gradi Celsius/3.0W=25 gradi Celsius/W.

La resistenza termica del dissipatore di calore, θSA=θJA-(θJC+θCS); θ SA=25-(3+0)=22 gradi Celsius/W (massimo).

3. Determinare la dimensione fisica del radiatore:

Rispetto a uno strato quadrato, monolaterale, orizzontale di dissipazione del calore della lamina di rame con uno strato resistente alla saldatura e una lamina di rame di dissipazione del calore ricoperta di vernice ad olio nera e una soluzione di dissipazione del calore dell'aria di 1,3 m/s, quest'ultima ha il miglior effetto di dissipazione del calore.

Utilizzando la soluzione di linea solida, un design conservatore richiede 5.000mm2 di foglio di rame dissipante del calore, cioè un quadrato di 71mm * 71mm (2,8 pollici su ogni lato).

4. i requisiti di dissipazione del calore per SO-8 e SOT-223 pacchetti:

Calcolare l'area di dissipazione del calore nelle seguenti condizioni: VOUT=5.0V; VIN(MAX)=14V; VIN(MIN)=5,6V; IOUT=150mA; ciclo di lavoro = 100%; TA=50 gradi Celsius. Nelle condizioni consentite, le apparecchiature di produzione di circuiti stampati possono gestire più facilmente i dispositivi confezionati SO-8 dual-in-line. L'SO-8 può soddisfare questo requisito? Utilizzando MIC2951-03BM (pacchetto SO-8), si possono ottenere i seguenti parametri:

TJ MAX=125 gradi Celsius; ¸JCâˆ100 gradi Celsius/W.

5. Calcolare il risultato dell'utilizzo del pacchetto SOT-223:

PD=[14V-4.9V]*150mA+(14V*1.5mA)=1.4W

Temperatura di aumento = 125 gradi Celsius-50 gradi Celsius = 75 gradi Celsius;

Resistenza termica θJA (peggiore dei casi):

ΔT/PD=75 gradi Celsius/1.4W=54 gradi Celsius/W;

θ SA=54-15=39°C/O (massimo). Secondo i dati di cui sopra, l'uso di 1.400 mm2 foglio di rame dissipante calore (quadrato con una lunghezza laterale di 1,5 pollici) può soddisfare i requisiti di progettazione.

6. Calcolare i parametri del pacchetto SO-8:

PD=[14V-5V]*150mA+(14V*8mA)=1.46W;

Temperatura aumentata = 125 gradi Celsius-50 gradi Celsius = 75 gradi Celsius;

Resistenza termica θJA (peggiore dei casi):

Δ T/PD=75 gradi Celsius/1,46W=51,3 gradi Celsius/W;

θ SA=51-100=-49 gradi Celsius/W (massimo).

Ovviamente, in assenza di refrigerazione, SO-8 non può soddisfare i requisiti di progettazione. Considera il regolatore di tensione MIC5201-5.0BS nel pacchetto SOT-223. Questo pacchetto è più piccolo del SO-8, ma i suoi tre perni hanno una buona dissipazione del calore. Scegliere MIC5201-3.3BS e i suoi parametri correlati sono i seguenti:

TJ MAX=125 gradi Celsius

La resistenza termica di SOT-223 θJC=15 gradi Celsius/W

¸CS=0 gradi Celsius/W (saldato direttamente sulla scheda PCB).

Quanto sopra è la progettazione del circuito stampato-la progettazione di dissipazione del calore dei dispositivi di potenza SMT. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.