與任何功率轉(zhuǎn)換器件一樣,LMQ644xx 在運行時會消耗內(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) 是以下各項的函數(shù):
- 環(huán)境溫度
- 功率損耗
- 器件的有效熱阻 (RθJA)
- PCB 布局
LMQ644xx 的最高內(nèi)核溫度必須限制為 150°C。這會限制器件的最大功率耗散,從而限制負載電流。
方程式 9 展示了重要參數(shù)之間的關(guān)系。較大的環(huán)境溫度 (T
A) 和較大的 R
θJA 值會降低最大可用輸出電流。對于低環(huán)境溫度設(shè)計,可以使用
應用曲線 部分提供的曲線來估算轉(zhuǎn)換器效率。如果在其中一條曲線中找不到所需的工作條件,則可以使用 EVM 熱性能作為起點來大致估算結(jié)溫。或者,可以調(diào)整 EVM 以匹配所需的應用要求,并且可以直接測量效率。R
θJA 的正確值更難估計。如
半導體和 IC 封裝熱指標應用報告 中所述,電氣特性表中給出的 JEDEC R
θJA 值并非對于設(shè)計用途始終有效,不得用于估計器件在實際應用中的熱性能。電氣特性表中報告的值是在實際應用中很少獲得的一組特定條件下測量的。
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 PCB)
有效 RθJA 是一個關(guān)鍵參數(shù),取決于多種因素,以下僅列舉幾項最重要的參數(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孔數(shù)量
- 相鄰元件放置
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,有助于實現(xiàn)良好的熱布局。該數(shù)據(jù)適用于 LMQ644A2 評估板。必須記住,這些圖表中給出的數(shù)據(jù)僅用于說明目的,任何給定應用的實際性能取決于前面提到的所有因素。
以下資源可用作理想熱 PCB 設(shè)計和針對給定應用環(huán)境估算 RθJA 的指南: