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PCB新聞

PCB新聞 - 電路板設計SMT功率器件的散熱設計

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電路板設計SMT功率器件的散熱設計

2021-11-01
View:522
Author:Kavie

1、系統要求:

VOUT=5.0V; VIN(最大)=9.0V; VIN(最小)=5.6V; IOUT=700mA; 運行週期=100%; TA=50攝氏度

根據上述系統要求選擇750mA MIC2.937A-5.0BU穩壓器,其參數為:

VOUT=5V±2%(過熱時的最壞情况)

TJ最大值=125°C。使用TO-263封裝,ÎJC=3攝氏度/瓦;

θCS–0攝氏度/瓦(直接焊接在電路板上)。


印刷電路板


2. 初步計算:

電壓輸出(最小)=5V-5*2%=4.9V

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

最大溫昇,T=TJ(MAX)-TA=125℃-50℃=75℃; 熱阻JA(最壞情况):T/PD=75℃/3.0W=25℃/W。

散熱器的熱阻,θSA=θJA-(ÎJC+ÎCS); θSA=25-(3+0)=22攝氏度/瓦(最大值)。

3、確定散熱器的物理尺寸:

與方形、單面、水准銅箔散熱層、阻焊層和塗有黑色油漆的散熱銅箔以及1.3 m/s空氣散熱溶液相比,後者具有最佳的散熱效果。

使用實線解決方案,保守設計需要5000mm2的散熱銅箔,即71mm×71mm(每側2.8英寸)的正方形。

4.SO-8和SOT-223封裝的散熱要求:

在以下條件下計算散熱面積:VOUT=5.0V; VIN(最大)=14V; VIN(最小)=5.6V; IOUT=150mA; 占空比=100%; TA=50攝氏度。 在允許的條件下,電路板生產設備可以更容易地處理雙列直插SO-8封裝設備。 SO-8能滿足這一要求嗎? 使用MIC2951-03BM(SO-8包),可以獲得以下參數:

TJ最大值=125℃; θJC–100攝氏度/瓦。

5、計算使用SOT-223包的結果:

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

上升溫度=125攝氏度-50攝氏度=75攝氏度;

熱阻ÎJA(最壞情况):

ÎT/PD=75攝氏度/1.4W=54攝氏度/W;

θSA=54-15=39°C/W(最大值)。 根據以上數據,使用1400 mm2散熱銅箔(邊長為1.5英寸的正方形)可以滿足設計要求。

6、計算SO-8包的參數:

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

升高的溫度=125攝氏度-50攝氏度=75攝氏度;

熱阻ÎJA(最壞情况):

ÎT/PD=75攝氏度/1.46W=51.3攝氏度/W;

θSA=51-100=-49攝氏度/瓦(最大值)。

顯然,在沒有製冷的情况下,SO-8不能滿足設計要求。 考慮SOT-223封裝中的MIC5201-5.0BS穩壓器。 該封裝比SO-8小,但其3個引脚具有良好的散熱效能。 選擇MIC5201-3.3BS,其相關參數如下:

TJ最大值=125攝氏度

SOT-223¸JC的熱阻=15攝氏度/瓦

ÎCS=0攝氏度/W (directly soldered on the PCB板).

以上是SMT功率器件的電路板設計和散熱設計. Ipcb也提供給 PCB製造商PCB製造 科技.