與任何功率轉(zhuǎn)換器件一樣,LM6x4xx-Q1 在運(yùn)行時(shí)會(huì)消耗內(nèi)部功率。這種功率耗散的影響是將轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部溫度升高到環(huán)境溫度以上。內(nèi)部芯片溫度 (TJ) 是以下各項(xiàng)的函數(shù):
- 環(huán)境溫度
- 功率損耗
- 器件的有效熱阻 (RθJA)
- PCB 布局
LM6x4xx-Q1 的最高內(nèi)核溫度必須限制為 150°C。這會(huì)限制器件的最大功率耗散,從而限制負(fù)載電流。
方程式 9 顯示了重要參數(shù)之間的關(guān)系。較大的環(huán)境溫度 (T
A) 和較大的 R
θJA 值會(huì)降低最大可用輸出電流??梢允褂?em class="ph i">
應(yīng)用曲線(xiàn) 部分提供的曲線(xiàn)來(lái)估算轉(zhuǎn)換器效率。如果在其中某條曲線(xiàn)中找不到所需的運(yùn)行條件,則可以使用內(nèi)插來(lái)估算效率?;蛘?,可以調(diào)整 EVM 以匹配所需的應(yīng)用要求,并且可以直接測(cè)量效率。R
θJA 的正確值更難估計(jì)。如
半導(dǎo)體和 IC 封裝熱指標(biāo) 應(yīng)用手冊(cè)中所述,
節(jié) 6.4 中給出的 R
θJA 值并非對(duì)于設(shè)計(jì)用途始終有效,不得用于估計(jì)器件在實(shí)際應(yīng)用中的熱性能。
節(jié) 6.4中報(bào)告的數(shù)值是在一組特定條件下測(cè)量所得值,在實(shí)際應(yīng)用中很少能獲得。
方程式 9.
其中
- η = 效率
- TA = 環(huán)境溫度
- TJ = 結(jié)溫
- RθJA = IC 結(jié)至空氣的有效熱阻(主要通過(guò) PCB)
有效 RθJA 是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),取決于多種因素,以下僅列舉幾項(xiàng)最重要的參數(shù):
- 功率耗散
- 空氣溫度
- 氣流
- PCB 面積
- 銅散熱器面積
- 封裝之下或封裝附近的散熱過(guò)孔數(shù)量
- 相鄰元件放置
由于 VQFN (RNX) 封裝的尺寸非常小,因此并未提供裸片連接焊盤(pán),這需要將大部分熱量從引腳流向電路板。這意味著當(dāng)布局不允許熱量從引腳流出時(shí),該封裝會(huì)表現(xiàn)出較大的 R
θJA 值。
圖 8-3 和
圖 8-4 顯示了最大輸出電流與環(huán)境溫度間的關(guān)系的典型曲線(xiàn),有助于實(shí)現(xiàn)良好的熱布局。這些數(shù)據(jù)取自結(jié)合了器件和 PCB 的 LM61495RPHEVM 評(píng)估板,給出的 R
θJA 約為 21.6°C/W。請(qǐng)記住,這些圖表中給出的數(shù)據(jù)僅用于說(shuō)明目的,任何給定應(yīng)用的實(shí)際性能取決于前面提到的所有因素。

| VIN = 13.5V | | VOUT = 5V |
| ?SW = 400 kHz | | RθJA = 22°C/W |
圖 8-3 最大輸出電流與環(huán)境溫度間的關(guān)系
| VIN = 13.5V | | VOUT = 5V |
| ?SW = 2.2 MHz | | RθJA = 22°C/W |
圖 8-4 最大輸出電流與環(huán)境溫度間的關(guān)系
以下資源可用作出色熱 PCB 設(shè)計(jì)和針對(duì)給定應(yīng)用環(huán)境估算 RθJA 的指南: