如何确定PCB上为功率SMD MOSFET提供足够散热所需的铜面积?


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我打算使用IRFR5305PBF功率MOSFET(http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfr5305pbf.pdf)接通负载。我确定我需要一个Rthsa <29 C / W的外部散热器。

如何确定要提供小于29 C / W的热阻所需的PCB上的铜面积?

我曾尝试在Google和IEEE数据库上进行搜索,但文章并未清楚地向我展示如何进行计算。

编辑:我使用的是4层PCB,顶部和底部的铜箔厚度均为1 oz,内层的铜箔厚度为0.5oz。


也许您看错了方向?为什么不使用导通电阻较低的P通道设备,例如以下设备:fairchildsemi.com/pf/FQ/FQPF47P06.html。甚至更好的是,使用N通道设备(如果您将其用作负载开关,请使用电荷泵驱动器打开门。)
Thomas O

Answers:


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不幸的是,您的问题没有简单的答案。这个问题有太多的变数,任何人都无法测量或表征所有可能的配置:FR4的厚度,铜平面层的数量,平面层之间的过孔数量,板上的空气流量和进气温度,附近其他零件等的热影响等。

有标准的测试方法,但这些测试方法与任何实际情况都几乎没有关系,主要是因为它们仅使用没有铜层的裸露FR4作为散热元件。各种供应商还发布了某些配置的值。例如,您链接的数据表参考了IRF的AN-994,其中它们提供了该公司提供的各种封装的热阻值。但请注意,他们的标准测试条件为2盎司。外层铜。

线性技术是另一家发布信息丰富的热结果的公司。如果您可以在与FET相同的封装中找到其一部分,并检查数据表,则他们可能会在顶层和底层提供一张各种尺寸散热器的热阻表。

例如,对于他们的DDPAK软件包(与您的IRF部件的DPAK不太相同),他们给出:

线性DDPAK热值

(从LT1965数据表中可以找到有关测试条件的更多详细信息)

至少您可以看到达到低于29 C / W的难度。线性结果中唯一达到的测试条件是,顶层和底层都需要4平方英寸的铜。

但同样,您只能依靠这些数字作为指导,因为气流等因素会严重影响您的应用程序的实际结果。




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