PCB表面貼裝電源器件的散熱設(shè)計(jì)

　　介紹如何在僅使用一個(gè)印制電路板的銅鉑作為散熱器時(shí)是否可以正常工作。首先了解電路要求。

　　1.系統(tǒng)要求：

　　VOUT=5.0V；VIN（MAX）=9.0V；VIN（MIN）=5.6V；IOUT=700mA；運(yùn)行周期=100%；TA=50℃

　　根據(jù)上面的系統(tǒng)要求選擇750mA MIC2937A-5.0BU穩(wěn)壓器，其參數(shù)為：

　　VOUT=5V±2%（過(guò)熱時(shí)的壞情況）

　　TJ MAX=125℃。采用TO-263封裝，θJC=3℃/W；

　　θCS≈0℃/W（直接焊接在電路板上）。

　　2.初步計(jì)算：

　　VOUT（MIN）=5V-5×2%=4.9V

　　PD=（VIN（MAX）-VOUT（MIN））+IOUT+（VIN（MAX）×I）=［9V-4.9V］×700mA+（9V×15mA）=3W

　　溫度上升的值， ΔT=TJ（MAX）-TA = 125℃-50℃=75℃；熱阻θJA（壞情況）：ΔT/PD=75℃/3.0W=25℃/W。

　　散熱器的熱阻， θSA=θJA-（θJC+θCS）；θSA=25-（3+0）=22℃/W（）。

　　3.決定散熱器物理尺寸：

　　采用一個(gè)方形、單面、水平具有阻焊層的銅箔散熱層與一個(gè)有黑色油性涂料覆蓋的散熱銅箔，并采用1.3米/秒的空氣散熱的方案相比較，后者的散熱效果。

　　采用實(shí)線方案，保守設(shè)計(jì)需要5，000mm2的散熱銅箔，即71mm×71mm（每邊長(zhǎng)2.8英寸）的正方形。

　　4.采用SO-8和SOT-223封裝的散熱要求：

　　在下面的條件下計(jì)算散熱面積大?。篤OUT=5.0V；VIN（MAX）=14V；VIN（MIN）=5.6V；IOUT=150mA；占空比=100%；TA=50℃。在允許的條件下，電路板生產(chǎn)設(shè)備更容易處理雙列式SO-8封裝的器件。SO-8能滿足這個(gè)要求嗎？采用MIC2951-03BM（SO-8封裝），可以得到以下參數(shù)：

　　TJ MAX=125℃；θJC≈100℃/W。

　　5.計(jì)算采用SO-8封裝的參數(shù)：

　　PD=［14V-5V］×150mA+（14V×8mA）=1.46W；

　　升高的溫度=125℃-50℃=75℃；

　　熱阻θJA（壞的情況）：

　　ΔT/PD=75℃/1.46W=51.3℃/W；

　　θSA=51-100=-49℃/W（）。

　　顯然，在沒(méi)有致冷條件下，SO-8不能滿足設(shè)計(jì)要求?？紤]采用SOT-223封裝的MIC5201-5.0BS調(diào)壓器，該封裝比SO-8小，但其三個(gè)引腳具有很好的散熱效果。選用MIC5201-3.3BS，其相關(guān)參數(shù)如下：

　　TJ MAX=125℃

　　SOT-223的熱阻θJC=15℃/W

　　θCS=0 ℃/W（直接焊在線路板上的） 。

　　6.計(jì)算采用SOT-223封裝的結(jié)果：

　　PD=［14V-4.9V］×150mA+（14V×1.5mA）=1.4W

　　上升溫度=125℃-50℃=75℃；

　　熱阻θJA（壞的情況）：

　　ΔT/PD=75℃/1.4W=54℃/W；

　　θSA=54-15=39℃/W（）。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，參考圖1，采用1，400 mm2的散熱銅箔（邊長(zhǎng)1.5英寸的正方形）可以滿足設(shè)計(jì)要求。

　　以上的設(shè)計(jì)結(jié)果可以作為粗略的參考，實(shí)際設(shè)計(jì)中需要了解電路板的熱特性，得出更準(zhǔn)確、滿足實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)果。