利用DC / DC转换器在热性能和小尺寸解决方案之间进行权衡

大家好 我叫 Frank

是德州仪器的应用工程师

今天我将利用我们最新的

宽输入电压范围降压稳压器

LMR33630 来重点说明一下

较小的解决方案尺寸

与良好的散热性能之间的权衡关系

这款器件提供了两种不同的封装方式

一种是小型 2mm x 3mm QFN 封装

另一种是 4mm x 5mm SOIC 封装

实际上 QFN 封装不仅尺寸极小

而且没有采用键合金线

这意味着它不会产生很多噪声

因此更容易符合传导和辐射 EMI 标准

此外其 QFN 封装

具有可粘锡侧翼镀层

沿着封装底部

有一个阶梯式切口

由此可以形成一个大的焊锡圆角

因此更容易获得良好的焊点

对于 SOIC 封装

其封装底部有一个很大的散热片

可以焊接到 PCB 板上

因此可以提供良好的散热性能

和很低的热阻

另外这种封装是引脚式封装

采用手工焊接方式会更容易一点

因此在 PCB 板需要返工时也更加容易

我们现在看到的这两个 IC

在两个 EVM 上采用了不同封装方式

这两个 EVM 尺寸基本相同

具有相同的 BOM 和相同的组件

今天我们将介绍

并比较一下在同等条件下

这两种装的热性能

我们将要研究的应用具有 24V 的输入

5V 的输出和 3A 的负载电流

采用 400k 的开关频率

这是一种非常典型的工业类型应用

我们将用到的设备

包括输入电源

有源负载以及数个用于测量

稳压器输入和输出参数的数字万用表

此外我们有一个热成像摄像头装置

可以查看两个封装的外壳顶部温度

以便我们了解温度上升情况

当您准备进行精确的热测量时

必须注意以下几个问题

首先必须确保 EVM 周围

为没有任何气流

会人为降低您的实际测量值

通常情况下

我们可以使用某种屏障

比如用盒子把 EVM 围起来

这样就不会人为降低评估板温度

其次务必等待足够长的时间

以使结温达到稳定状态

在这样大小的评估板上

这一过程可能需要 15 到 20 分钟

在您等待足够长的时间

并确信结温已经稳定后

便可以进行准确的读数

另外要注意的是

我们这里的摄像头实际上

是用于测量外壳顶部温度

而不是测量精确的结温

为了从外壳温度得到结温

我们需要做一个非常简单的计算

如果我打开电源和负载

那么我们现在便一切设置妥当

可以开始测量外壳顶部的温度了

在这页幻灯片上

您可以看到在这两种不同封装方式上

所测得的两个温度之间的差异

很容易看出 SOIC 封装

比 QFN 封装的温度要低不少

这确实是这种 QFN 封装

很基本的一个缺点

在下一页幻灯片中

我们看看如何计算实际的结温

幻灯片底部的公式可以用来进行这种计算

要使用这个公式

我们需要功耗

还需要一个称之为 ψJT 的参数

ψJT 可以在器件的数据表中找到

而对于功耗

我们可以使用刚才在实验中

从数字万用表上读出的测量结果进行计算

因此在进行计算之后

我们看到 QFN 结温约为 65℃

而 SOIC 结温约为 52℃

差不多有 15 度的差异

这在许多应用中可能会产生很大的影响

总而言之通过选择合适的器件封装形式

您可以在拥有较小解决方案尺寸的同时

获得良好的散热性能

如果您需要 1.5A 的解决方案

或 600mA 的解决方案

可以了解一下LMR36015 或 LMR36006

有关更多信息请访问ti.com.cn

谢谢观看

大家好 我叫 Frank

是德州仪器的应用工程师

今天我将利用我们最新的

宽输入电压范围降压稳压器

LMR33630 来重点说明一下

较小的解决方案尺寸

与良好的散热性能之间的权衡关系

这款器件提供了两种不同的封装方式

一种是小型 2mm x 3mm QFN 封装

另一种是 4mm x 5mm SOIC 封装

实际上 QFN 封装不仅尺寸极小

而且没有采用键合金线

这意味着它不会产生很多噪声

因此更容易符合传导和辐射 EMI 标准

此外其 QFN 封装

具有可粘锡侧翼镀层

沿着封装底部

有一个阶梯式切口

由此可以形成一个大的焊锡圆角

因此更容易获得良好的焊点

对于 SOIC 封装

其封装底部有一个很大的散热片

可以焊接到 PCB 板上

因此可以提供良好的散热性能

和很低的热阻

另外这种封装是引脚式封装

采用手工焊接方式会更容易一点

因此在 PCB 板需要返工时也更加容易

我们现在看到的这两个 IC

在两个 EVM 上采用了不同封装方式

这两个 EVM 尺寸基本相同

具有相同的 BOM 和相同的组件

今天我们将介绍

并比较一下在同等条件下

这两种装的热性能

我们将要研究的应用具有 24V 的输入

5V 的输出和 3A 的负载电流

采用 400k 的开关频率

这是一种非常典型的工业类型应用

我们将用到的设备

包括输入电源

有源负载以及数个用于测量

稳压器输入和输出参数的数字万用表

此外我们有一个热成像摄像头装置

可以查看两个封装的外壳顶部温度

以便我们了解温度上升情况

当您准备进行精确的热测量时

必须注意以下几个问题

首先必须确保 EVM 周围

为没有任何气流

会人为降低您的实际测量值

通常情况下

我们可以使用某种屏障

比如用盒子把 EVM 围起来

这样就不会人为降低评估板温度

其次务必等待足够长的时间

以使结温达到稳定状态

在这样大小的评估板上

这一过程可能需要 15 到 20 分钟

在您等待足够长的时间

并确信结温已经稳定后

便可以进行准确的读数

另外要注意的是

我们这里的摄像头实际上

是用于测量外壳顶部温度

而不是测量精确的结温

为了从外壳温度得到结温

我们需要做一个非常简单的计算

如果我打开电源和负载

那么我们现在便一切设置妥当

可以开始测量外壳顶部的温度了

在这页幻灯片上

您可以看到在这两种不同封装方式上

所测得的两个温度之间的差异

很容易看出 SOIC 封装

比 QFN 封装的温度要低不少

这确实是这种 QFN 封装

很基本的一个缺点

在下一页幻灯片中

我们看看如何计算实际的结温

幻灯片底部的公式可以用来进行这种计算

要使用这个公式

我们需要功耗

还需要一个称之为 ψJT 的参数

ψJT 可以在器件的数据表中找到

而对于功耗

我们可以使用刚才在实验中

从数字万用表上读出的测量结果进行计算

因此在进行计算之后

我们看到 QFN 结温约为 65℃

而 SOIC 结温约为 52℃

差不多有 15 度的差异

这在许多应用中可能会产生很大的影响

总而言之通过选择合适的器件封装形式

您可以在拥有较小解决方案尺寸的同时

获得良好的散热性能

如果您需要 1.5A 的解决方案

或 600mA 的解决方案

可以了解一下LMR36015 或 LMR36006

有关更多信息请访问ti.com.cn

谢谢观看