4 高效率和熱性能

根據(jù)外形尺寸的限制，硬件加速器構(gòu)建于具有許多 PCB 層的電路板上。硬件加速器通常設(shè)計用于狹小空間，因此在選擇直流/直流轉(zhuǎn)換器時必須特別注意，確保在面臨熱挑戰(zhàn)的環(huán)境中運(yùn)行應(yīng)用時提供了充分的氣流。在圖 4-1 的 SOA 曲線和圖 4-2 中的功率損耗圖中顯示了這一點，其中的 TPS543C20A 直流/直流轉(zhuǎn)換器可在環(huán)境溫度為 75°C 且無氣流的情況下提供 40A 和 1V 輸出。在 25A、12V 輸入和 1V 輸出下，整個解決方案的功率耗散小于 3W，相當(dāng)于在以 500kHz 頻率進(jìn)行開關(guān)時的效率約為 90%。根據(jù)六層、每層 2 盎司覆銅和 2.75 英寸 x 3 英寸電路板尺寸的條件，TPS543C20A 測得的結(jié)至環(huán)境熱阻為 12°C/W，這證明了其低熱阻特性。但是，半導(dǎo)體和集成電路封裝存在著許多熱指標(biāo)，其中包括從 R_θJA 到 ψ_JT 的各類指標(biāo)。通常，設(shè)計人員會誤用這些熱指標(biāo)來估算系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)溫。最終，熱性能取決于電路板布局布線以及對以 JEDEC 為參照的標(biāo)準(zhǔn)熱數(shù)字的使用⁽¹⁾。

圖 4-1 TPS543C20A SOA 曲線

圖 4-2 TPS543C20A 功率損耗曲線