3、PCB設(shè)計
PCB的銅皮面積、銅皮厚度、板材材質(zhì)、PCB層數(shù)都影響到模塊的散熱。常用的板材FR4(環(huán)氧樹脂)是很好的導(dǎo)熱材料,PCB上元器件的熱量可以通過PCB散熱。特殊應(yīng)用情況下,也有采用鋁基板或陶瓷基板等熱阻更小的板材。
PCB的布局布線也要考慮到模塊的散熱:
(1) 發(fā)熱量大的元件要避免扎堆布局,不要哪里“熱”鬧,就往哪里湊,盡量保持板面熱量均勻分布;
(2) 熱敏感的元件尤其應(yīng)該“哪邊涼快哪邊去”;
(3) 必要時采用多層PCB;
(4) 功率元件背面敷銅平面散熱,并用“熱孔”將熱量從PCB的一面?zhèn)鞯搅硪幻?。熱孔的孔徑?yīng)很小,大約0.3mm左右,熱孔的間距一般為1mm~1.2mm。功率元件背面敷銅平面加熱孔的方法,可以起到很好的散熱效果,降低功率元件的表面溫升。如圖 3所示,上面兩圖為沒有采用此方法時,MOS管表面溫度和背面PCB的溫度;下面兩圖為采用“背面敷銅平面加熱孔”方法后,MOS管表面溫度和背面銅平面的溫度??梢钥闯觯?br /> a) MOS管表面溫度由98.0℃降低了22.5℃;
b) MOS管與背面的銅平面的溫差大大減小,熱孔的傳熱性能良好。
對于寬壓輸入的電源模塊,高壓輸入和低壓輸入的發(fā)熱點和熱量分布完全不同,需全面評估。短路保護時的發(fā)熱點和熱量分布也要評估。
在灌封類電源模塊中,灌封膠是一種良好的導(dǎo)熱的材料。模塊內(nèi)部元件的表面溫升會進一步降低。即便如此,我們?nèi)砸獪y試高溫環(huán)境下內(nèi)部元件的表面溫升,來確保模塊的可靠性。
PCB的銅皮面積、銅皮厚度、板材材質(zhì)、PCB層數(shù)都影響到模塊的散熱。常用的板材FR4(環(huán)氧樹脂)是很好的導(dǎo)熱材料,PCB上元器件的熱量可以通過PCB散熱。特殊應(yīng)用情況下,也有采用鋁基板或陶瓷基板等熱阻更小的板材。
PCB的布局布線也要考慮到模塊的散熱:
(1) 發(fā)熱量大的元件要避免扎堆布局,不要哪里“熱”鬧,就往哪里湊,盡量保持板面熱量均勻分布;
(2) 熱敏感的元件尤其應(yīng)該“哪邊涼快哪邊去”;
(3) 必要時采用多層PCB;
(4) 功率元件背面敷銅平面散熱,并用“熱孔”將熱量從PCB的一面?zhèn)鞯搅硪幻?。熱孔的孔徑?yīng)很小,大約0.3mm左右,熱孔的間距一般為1mm~1.2mm。功率元件背面敷銅平面加熱孔的方法,可以起到很好的散熱效果,降低功率元件的表面溫升。如圖 3所示,上面兩圖為沒有采用此方法時,MOS管表面溫度和背面PCB的溫度;下面兩圖為采用“背面敷銅平面加熱孔”方法后,MOS管表面溫度和背面銅平面的溫度??梢钥闯觯?br /> a) MOS管表面溫度由98.0℃降低了22.5℃;
b) MOS管與背面的銅平面的溫差大大減小,熱孔的傳熱性能良好。
圖3 背面敷銅加熱孔的散熱效果
熱設(shè)計時,還須注意:對于寬壓輸入的電源模塊,高壓輸入和低壓輸入的發(fā)熱點和熱量分布完全不同,需全面評估。短路保護時的發(fā)熱點和熱量分布也要評估。
在灌封類電源模塊中,灌封膠是一種良好的導(dǎo)熱的材料。模塊內(nèi)部元件的表面溫升會進一步降低。即便如此,我們?nèi)砸獪y試高溫環(huán)境下內(nèi)部元件的表面溫升,來確保模塊的可靠性。