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电源管理电路设计时必需考虑的散热问题

电源管理电路设计时必需考虑的散热问题

点击数:7610 次   录入时间:03-04 11:56:25   整理:http://www.55dianzi.com   电源

  在现实中,该设备不会安装在4LJEDEC测试板上,而会安装在具有不同布线面的PCB上,它靠近消耗功率的其他元件,且到低层的过孔数也各不相同。所有这些应用变量,加之许多其他因素都会显著影响RJ-A,从而降低结温计算的准确度。

  测量热阻抗(RJ-A和CJ-A)我们需要的是代表实际电路的准确RJ-A。测量RJ-A有多种方法,一种方法是使用热关机阈值,将其设置为+150℃。要用这种方法测量RJ-A,我们可以让LM3554在已知功耗(PDISS)下工作,然后慢慢提高环境温度直到器件关机为止。该器件具有一个内部标志,可以通过I2C兼容接口设置,在触及热关机阈值时会返回‘1’。使用这种方法获得的RJ-A将为:

  另一种方法是使用器件中的一个ESD保护二极管,并测量其VF与温度。相较而言这种方法稍微复杂一些,但得出的结果将更准确,这是因为VF可以在整个温度范围下进行表征。多数半导体器件的每个引脚上都有ESD二极管,其阳极连接至GND,阴极连接至各自的引脚。

  为了测试 LM3554,我们可以查看LEDI/NTC 引脚,并从该引脚拉出小电流(< 10mA),同时让温度变化。每个引脚的最大绝对额定值最小为-0.3V,但那是由于ESD二极管在最高结温 +150℃时的VF而引致的。如果将电流限制为小于10mA,我们可以在不损害器件和增加任何自热的情况下查看二极管的VF。从+25℃到+125℃,该引脚的测量结果产生线性响应,斜率大约为1.3mV/℃。一旦这项工作结束,就可以在测量所选 ESD 二极管VF 的同时,让器件在已知功耗下工作。当VF 达到稳态时,RJ-A 将为:

  其中VF@TA是ESD二极管在TJ=TA时的VF,VF@SS是ESD二极管在已知功耗(PDISS)下TJ达到稳定状态温度之后的VF。

  最后一种方法是使用MOSFET的导通电阻随温度而发生的变化。这种方法是在器件处于上电模式时使用内部PFET来完成。LM3554上的上电模式是指器件停止开关并持续打开PFET。如果VIN升至比VOUT高150mV时就会出现这种情况。在那时,升压转换器无需提升VOUT,而PFET会使VIN直接到VOUT 。

  因为电流有些轻微依赖MOSFET的导通电阻,所以有必要在电流接近目标闪光电流时测量 PFET电阻。使用大测试电流的问题是它们可能导致器件发热。克服此问题的方法是将闪光超时时间设置为最低 32ms,并在示波器上测量PFET的电压降。在+25℃到+125℃的情况下,使用1.2A闪光电流,结果显示的斜率大约为 0.42mΩ/℃ 。要注意的一个事情是PFET通过VOUT引脚供电,因此VOUT=5V时,其导通电阻会低于VOUT=3.9V时的电阻值。

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