TI高功率密度电源设计中的散热解决方案-下篇

最后跟大家介绍一下是

我们在线的一个图片显示

就是一个 我们叫做

Web THERM的工具

那它是基于我们的那个

强大的在线设计工具WEBBENCH

那它仿真使用的 就是我们的评估版的PCB模型

然后可以改变就是环点的温度

铜皮的宽度

铜皮的厚度 然后

风速等等

那么目前 我们还没有支持改变PCB的大小

我们后面会增加这一块的内容

那这个就是一个Web HERM 典型的一个输出结果

可以看到 跟我们的热成像图是非常一致的

那它会显示出最高的结点

以及热量的分布 所以就是可以

让大家不只是 计算芯片的一个最大的结温

同时它也能评估整个板子

的一个热的效果

这是WebTHERM的一个界面 进入到WebTHERM里面

我们只要输入 输入的电压 输出的电流

然后 填写环境的温度

包括铜皮的厚度

以及风速 然后我们点击创建新的一个仿真

那右下方就是我们得到的一个

热成像图

那最后我们总结一下

如何计算PCB板上的

芯片的一个结温

那首先 我们根据 环境温度 输入输出电压电流

然后根据效益曲线 算出我们芯片最大的耗散功率

Pd 以此我们就可以得出

我们的ΘJA

最后根据ΘJA来决定我们PCB的

使用我们的工具来决定我们PCB的

不同的面积 那最后是根据

layout指引来

实施不同过孔

以及相应的布线

那接下来 我为大家简单介绍一下

我们SIMPLE SWITCHER产品线

也就是E电源产品线的一个高效率

然后具有良好散热的电源解决方案

然后其中也有跟市面上

主要电源方案的 一个热的一个测量的对比

这个结果其实不是仿真的 而是

一个实际的实验室测量结果对比

我们来看一下我们三个 就是我们LM730系列的

高效的同步版

那它的一个特点就是

内件补偿

然后就是它的输入

上管跟下管 非常小

只有51跟30个毫欧

然后同时待机可以做到15个微安

在轻载时候进入PFM模式

大家可能注意到 它有一个

非常大的散热焊盘

所以这个也是 我们后面会看到的就是

有了这个散热焊盘 我们在热性能的设计上

非常卓越

这是我们的LM73605

与市面上的LT8640的一个

效率曲线对比

那上方这个是在12伏输入情况下的

上面的这条曲线 那下面这两条曲线是在

24伏输入情况下的一个对比

可以看到 两个芯片方案的效率曲线

旗鼓相当

那我们再来看一下

LM73606

它的方案尺寸 只有1.88乘以1.97个厘米 平方厘米

就像刚才说的 它有非常大的一个

散热焊盘 所以它的

热阻 junction to ambient 只有29度每瓦

然后junction to case只有

1.7度每瓦

那我们来看一下对比

这两个器件的效率相当

那我们同样在12伏输入

5伏输出

5安培的情况下

开关频率达到两兆

的两个的评估板的设计结果

左边是LM73605的测试结果是

68.4度

右边是LT8640

它的温度达到了92.8

同样的 在刚才的情况下 我们对

输出进行短路

可以看到LM73605在短路的时候

温度仅仅只有30度

那LT8640在短路的情况下

达到了168度

同样的 这是 LM73605跟MP4470的效率对比

那上方的这两条曲线是

是在12伏输入情况下

下面是在24伏输入情况下

可以看得到就是

不管是12伏输入还是24伏

在轻载的时候

LM73605的效率都远远高于MP4470

在重载的时候 两个是几乎相当的

那我们看一下这个温度的测试结果

在24伏输入 5伏输出

5安培的时候

LM73605的温度只有49.7度

MP4470的温度达到了53.4度

LMR23610系列 是我们Flying Shark

最新的就是1安 2安 3安培的

36伏输入的同步加压器

那它的特点是

非常低的待机电流

然后可以独立的

可以在非常低的待机电流的情况下

我们还有一个单独的频率选择

就是可以工作 在强制的PWM模式下面

同样 大家注意一下就是

我们都是标准的SO8封装

但是它带有了一个 底部

带有三个焊盘

所以这个是非常有帮助 在我们的热设计

或者说在热性能上有很大的帮助

我们来看一下LMR23630 也就是

我们36伏 3安培的同步版

跟SY8303的对比

左边是TI的器件 它的最高温度

只有58.5度

右边是Silergy的

温度是74.3

这个测试都是 基于在相同的测试条件下

12伏输入 5伏 3安培的输出

开关频率500K的情况下

那我们把开关频率调到

1兆 那跟MPQ4403

还有我们LMR14030的对比

可以看得到

MPQ4423的温度是87.8

LMR14030只有52.2

我们同步的LMR23630

也只有72.6

远远低于竞争对手的

那如果把频率

升高到2兆

这个差距会变得更大

看一下 MPQ4423的温度可以达到

121.6 那我们的LMR23630

仅仅只有81度

所以最后就是说

第三部分简单一个总结就是

SIMPLE SWITCHER是我们

E电源产品线的一个主要产品

那它的理念就是

简单易用 其实大家

这已经是二三十年以来一个

产品品牌 那

它除了简单易用之外

其实它还很凉爽

那今天的

我的主题主要到这里

最后跟大家介绍一下是

我们在线的一个图片显示

就是一个 我们叫做

Web THERM的工具

那它是基于我们的那个

强大的在线设计工具WEBBENCH

那它仿真使用的 就是我们的评估版的PCB模型

然后可以改变就是环点的温度

铜皮的宽度

铜皮的厚度 然后

风速等等

那么目前 我们还没有支持改变PCB的大小

我们后面会增加这一块的内容

那这个就是一个Web HERM 典型的一个输出结果

可以看到 跟我们的热成像图是非常一致的

那它会显示出最高的结点

以及热量的分布 所以就是可以

让大家不只是 计算芯片的一个最大的结温

同时它也能评估整个板子

的一个热的效果

这是WebTHERM的一个界面 进入到WebTHERM里面

我们只要输入 输入的电压 输出的电流

然后 填写环境的温度

包括铜皮的厚度

以及风速 然后我们点击创建新的一个仿真

那右下方就是我们得到的一个

热成像图

那最后我们总结一下

如何计算PCB板上的

芯片的一个结温

那首先 我们根据 环境温度 输入输出电压电流

然后根据效益曲线 算出我们芯片最大的耗散功率

Pd 以此我们就可以得出

我们的ΘJA

最后根据ΘJA来决定我们PCB的

使用我们的工具来决定我们PCB的

不同的面积 那最后是根据

layout指引来

实施不同过孔

以及相应的布线

那接下来 我为大家简单介绍一下

我们SIMPLE SWITCHER产品线

也就是E电源产品线的一个高效率

然后具有良好散热的电源解决方案

然后其中也有跟市面上

主要电源方案的 一个热的一个测量的对比

这个结果其实不是仿真的 而是

一个实际的实验室测量结果对比

我们来看一下我们三个 就是我们LM730系列的

高效的同步版

那它的一个特点就是

内件补偿

然后就是它的输入

上管跟下管 非常小

只有51跟30个毫欧

然后同时待机可以做到15个微安

在轻载时候进入PFM模式

大家可能注意到 它有一个

非常大的散热焊盘

所以这个也是 我们后面会看到的就是

有了这个散热焊盘 我们在热性能的设计上

非常卓越

这是我们的LM73605

与市面上的LT8640的一个

效率曲线对比

那上方这个是在12伏输入情况下的

上面的这条曲线 那下面这两条曲线是在

24伏输入情况下的一个对比

可以看到 两个芯片方案的效率曲线

旗鼓相当

那我们再来看一下

LM73606

它的方案尺寸 只有1.88乘以1.97个厘米 平方厘米

就像刚才说的 它有非常大的一个

散热焊盘 所以它的

热阻 junction to ambient 只有29度每瓦

然后junction to case只有

1.7度每瓦

那我们来看一下对比

这两个器件的效率相当

那我们同样在12伏输入

5伏输出

5安培的情况下

开关频率达到两兆

的两个的评估板的设计结果

左边是LM73605的测试结果是

68.4度

右边是LT8640

它的温度达到了92.8

同样的 在刚才的情况下 我们对

输出进行短路

可以看到LM73605在短路的时候

温度仅仅只有30度

那LT8640在短路的情况下

达到了168度

同样的 这是 LM73605跟MP4470的效率对比

那上方的这两条曲线是

是在12伏输入情况下

下面是在24伏输入情况下

可以看得到就是

不管是12伏输入还是24伏

在轻载的时候

LM73605的效率都远远高于MP4470

在重载的时候 两个是几乎相当的

那我们看一下这个温度的测试结果

在24伏输入 5伏输出

5安培的时候

LM73605的温度只有49.7度

MP4470的温度达到了53.4度

LMR23610系列 是我们Flying Shark

最新的就是1安 2安 3安培的

36伏输入的同步加压器

那它的特点是

非常低的待机电流

然后可以独立的

可以在非常低的待机电流的情况下

我们还有一个单独的频率选择

就是可以工作 在强制的PWM模式下面

同样 大家注意一下就是

我们都是标准的SO8封装

但是它带有了一个 底部

带有三个焊盘

所以这个是非常有帮助 在我们的热设计

或者说在热性能上有很大的帮助

我们来看一下LMR23630 也就是

我们36伏 3安培的同步版

跟SY8303的对比

左边是TI的器件 它的最高温度

只有58.5度

右边是Silergy的

温度是74.3

这个测试都是 基于在相同的测试条件下

12伏输入 5伏 3安培的输出

开关频率500K的情况下

那我们把开关频率调到

1兆 那跟MPQ4403

还有我们LMR14030的对比

可以看得到

MPQ4423的温度是87.8

LMR14030只有52.2

我们同步的LMR23630

也只有72.6

远远低于竞争对手的

那如果把频率

升高到2兆

这个差距会变得更大

看一下 MPQ4423的温度可以达到

121.6 那我们的LMR23630

仅仅只有81度

所以最后就是说

第三部分简单一个总结就是

SIMPLE SWITCHER是我们

E电源产品线的一个主要产品

那它的理念就是

简单易用 其实大家

这已经是二三十年以来一个

产品品牌 那

它除了简单易用之外

其实它还很凉爽

那今天的

我的主题主要到这里