與任何功率轉(zhuǎn)換器件一樣,LM614xxT-Q1 在運行時會消耗內(nèi)部功率。這種功率耗散的影響是將轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部溫度升高到環(huán)境溫度以上。內(nèi)部芯片溫度 (TJ) 是以下各項的函數(shù):
- 環(huán)境溫度
- 功率損耗
- 器件的有效熱阻 (RθJA)
- PCB 布局
LM614xxT-Q1 的最高內(nèi)核溫度必須限制為 150°C。這會限制器件的最大功率耗散,從而限制負(fù)載電流。
方程式 8 展示了重要參數(shù)之間的關(guān)系。較大的環(huán)境溫度 (T
A) 和較大的 R
θJA 值會降低最大可用輸出電流??梢允褂?em class="ph i">
應(yīng)用曲線 部分提供的曲線來估算轉(zhuǎn)換器效率。如果在其中某條曲線中找不到所需的運行條件,則可以使用內(nèi)插來估算效率?;蛘?,可以調(diào)整 EVM 以匹配所需的應(yīng)用要求,并且可以直接測量效率。R
θJA 的正確值更難估計。如
半導(dǎo)體和 IC 封裝熱指標(biāo) 應(yīng)用手冊中所述,
節(jié) 6.4 中給出的 R
θJA 值并非對于設(shè)計用途始終有效,不得用于估計器件在實際應(yīng)用中的熱性能。
節(jié) 6.4表中報告的值是在實際應(yīng)用中很少獲得的一組特定條件下測量的。
方程式 8.
其中
- η = 效率
- TA = 環(huán)境溫度(單位為 °C)
- TJ = 結(jié)溫(單位為 °C)
- RθJA = IC 結(jié)至空氣的有效熱阻(主要通過 PCB,單位為 °C/W)
有效 RθJA 是一個關(guān)鍵參數(shù),取決于多種因素,以下僅列舉幾項最重要的參數(shù):
- 功率耗散
- 空氣溫度
- 氣流
- PCB 面積
- 銅面積
- 散熱器尺寸
- 封裝之下或封裝附近的散熱過孔數(shù)量
- 相鄰元件放置
由于 VQFN (VAM) 封裝的尺寸非常小,因此并未提供裸片連接焊盤,這需要將大部分熱量從引腳流向電路板。這意味著當(dāng)布局不允許熱量從引腳流出時,該封裝會表現(xiàn)出較大的 R
θJA 值。
圖 8-2 展示了最大輸出電流與環(huán)境溫度間的典型關(guān)系曲線,有助于實現(xiàn)良好的熱布局。這些數(shù)據(jù)取自結(jié)合了器件和 PCB 的 LM61495TVAMEVM 評估板,給出的 R
θJA 約為 21°C/W。請記住,這些圖表中給出的數(shù)據(jù)僅用于說明目的,任何給定應(yīng)用的實際性能取決于前面提到的所有因素。
以下資源可用作出色熱 PCB 設(shè)計和針對給定應(yīng)用環(huán)境估算 RθJA 的指南: