Bir güç SMD MOSFET'i için yeterli soğutucu sağlamak için bir PCB'de ihtiyaç duyulan bakır alanını nasıl belirlerim?

Bir yükü açmak için IRFR5305PBF Power MOSFET (http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfr5305pbf.pdf) kullanmayı planlıyorum. Rthsa <29 C / W ile harici bir soğutucuya ihtiyacım olduğunu belirledim.

<29 C / W'lik bir termal direnç sağlamak için gereken PCB'deki bakır alanını nasıl belirleyebilirim?

Google ve IEEE veritabanında arama yapmayı denedim, ancak makaleler bana bunun nasıl hesaplanacağını açıkça göstermiyor.

düzenleme: Üst ve altta 1 oz bakır ile 4 katmanlı PCB ve iç katmanlar için 0.5 oz bakır kullanıyorum.

Maalesef sorunuza basit bir cevap yok. Her olası konfigürasyonu ölçmek veya karakterize etmek için problemde çok fazla değişken var: FR4'ün kalınlığı, bakır düzlem katmanı sayısı, düzlem katları arasındaki boşluk sayısı, levha üzerindeki hava akış miktarı ve giriş havası sıcaklığı diğer yakındaki parçaların, vb.

Standart test yöntemleri vardır, ancak bunlar gerçek durumla pek ilgili değildir, çünkü esasen ısı yayma elemanı olarak bakır katmanları olmayan sadece FR4 kullandıklarından. Çeşitli satıcılar, belirli yapılandırmalar için de değerler yayınladı. Bağladığınız veri sayfası, örneğin, bu şirket tarafından sunulan çeşitli paketler için ısıl direnç değerleri verdikleri IRF AN-994'ü ifade eder . Ancak standart test durumlarının 2 oz kullandığını unutmayın. dış katmanlardaki bakır.

Doğrusal teknoloji, bilgilendirici termal sonuçlar yayınlayan başka bir şirkettir. Parçalarından birini FET'inizle aynı pakette bulabilir ve veri sayfasını kontrol ederseniz, muhtemelen üst ve alt katmanlardaki çeşitli ebat yayıcılar için bir termal direnç tablosu verecektir.

Örneğin, IRF bölümünüzdeki DPAK ile tamamen aynı olmayan DDPAK paketleri için:

(LT1965 veri sayfasından, test koşulları hakkında daha fazla ayrıntı için oraya bakın)

En azından 29 C / W'nin altına inmenin biraz zor olduğunu görebilirsiniz. Doğrusal'daki tek test koşulları hem üst hem de alt tabakalarda 4 inç kare bakır gerektirdiğini göstermiştir.

Fakat yine de, bu rakamlara sadece kılavuz olarak güvenebilirsiniz, çünkü hava akımı gibi faktörler uygulamanızdaki gerçek sonuçları güçlü şekilde etkiler.

SMT ısı alıcılarına (örneğin , Aavid'den DPAK cihazları için olanı ) özelliklerinizi karşılayacaklarına (tabii ki yeterli hava akımı / konveksiyon ile) bakmanızı öneririz.

Tek başına PCB bakır alanında olduğu gibi, bunun gibi aygıtları da Fairchild'den kontrol edebilirsiniz , ancak gerekli alanın oldukça büyük (> 1 inç kare) olması ve muhtemelen iyi bir ısıl batma garantisi vermeyeceğinden şüpheleniyorum.

Robert Kollman, Güç Kaynağınızı Oluşturma Konusundaki Dikkat Edilmesi Gerekenler bölümünde bu konuya birkaç sayfa sunmaktadır. V - Isı ile İlgili Hususlar bölümündeki bölümünde .

Bunu asla kendi başıma yapmadım, ama bu makaleyi hatırladım. Bazı örnekler veriyor, bu yüzden sanırım bunu davanıza aktarabilirsiniz.

Cihazın altında 4 katman ve viyal kullanmanın önerildiği ilginç bir makale: AN10874 - LFPAK MOSFET termal tasarım kılavuzu - Uygulama notu