有效顶侧冷却的电路板的热像情况简述

发布时间:2021-12-27 阅读量:1153 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

CSD885x电源模块采用DualCool?封装,可在封装顶部实现散热,从而将热量从电路板上散开,提供出色的散热性能,并提高在5mm×6mm封装中的功率。根据数据手册规范,功率块具有1.1°C/W的结到底壳体热阻,和2.1°C/W的结到顶壳体的热阻。可优化功率块底壳的PCB或功率块的顶盖的散热片的冷却功能。图6所示为在1kW,36V三相逆变器PCB(36mm×50mm)内使用三个CSD88599Q5DC双冷60V电源模块测试的顶侧公共散热器(27mm×27mm×23mm)的结果,不带任何气流。在测试期间,散热器和功率块顶壳之间使用具有低热阻抗


有效顶侧冷却的电路板的热像情况简述

具有分立MOSFET的典型相位节点轨道长度


显示有效顶侧冷却的电路板的热像


在图中,可看到顶侧冷却的有效性,其中PCB上观察到的最大温度(功率块底壳之下)与散热器温度之间的差异小于11°C。热量传导良好,并通过电源模块的顶部冷却金属焊盘分配到顶侧散热器。


顶侧和底侧FET之间的热量共享


在单相或三相逆变器中,顶侧和底侧MOSFET的损耗可能不同。这些损耗通常取决于脉宽调制拓扑的类型和工作占空比。不同的损耗导致顶侧和底侧MOSFET的加热不同。在系统设计中使用分立MOSFET时,可以尝试这些不同的方法来平衡顶侧和底侧FET之间的温度:


为MOSFET使用不同的冷却区域,并为具有更大损耗的MOSFET提供更多的PCB铜面积或散热器。


根据其额定电流,为顶侧和底侧的MOSFET使用不同的器件。例如,可使用具有较小导通状态导通电阻(R DS_ON)的器件,用于承载更多电流的MOSFET。


当MOSFET变热时,这些方法不会提供最佳冷却,这取决于工作占空比,导致PCB面积或MOSFET额定值利用不足。使用功率块MOSFET,其中顶侧和底侧MOSFET处于同一封装中,从而实现顶侧和底侧MOSFET之间的自动热共享,并提供更好的热性能和优化的系统性能。


系统成本低


可通过在设计中使用功率块MOSFET来优化系统成本。如果此博文中所述的所有优势均达成的话,即可降低成本:


一半的解决方案尺寸,大大降低PCB成本。

低寄生效应可实现更可靠的解决方案,其具有更长的寿命且维护少。

降低PCB轨道长度会降低PCB电阻,从而通过较小的散热器降低损耗,提高效率。

卓越的热性能可提高冷却效果。

MOSFET功率块有助于实现更可靠、更小尺寸、高效率和具有成本竞争力的系统解决方案。



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