如何在没有实际散热器的情况下保持线性稳压器冷却?


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我想在某些应用中使用线性稳压器,它采用SOT-223(不是SOT-89)封装。如何保持凉爽,最好没有笨重的散热器?调节器可能会散发2-3W的热量。我听说您可以在PCB上的调节器下方使用铜走线,以保持调节器凉爽。有人对此有任何参考吗?

Answers:


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您将无法仅通过铜走线散发那么多的热量,从而无法吸收热量。(SOT-89还是很小的包装,您确定该特定包装中的特定部分额定功率为3W吗?)

我使用D-Pak尺寸的封装,在四层上有大量的铜,并在过孔阵列中尝试为设备提供大量的铜用于散热片。

替代文字

这对于低占空比负载相当有效,但对于连续负载应用却不起作用(对空气有很高的热阻)。对于高散热要求,您需要散热片和在其上移动的空气,并且除非您以与我所知不同的方式构建电路板,否则您将需要散热器来安装这些散热片。


感谢您的回答,因此看起来似乎是线性的。我会使用DPAK的。我想我将SOT-89与另一种型号SOT-223混淆了,后者更大了。
Thomas

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您有很多用于散热的过孔...。但是,您正在热释放散热片接触垫。?
康纳·沃尔夫

通孔用于将4层铜连接在一起,并添加更多金属。我可以热释放接触垫,以便实际上可以将该死的东西焊接到板上。:-)的想法是给它一定的热量,但要在实际生产中保持一点热阻。
akohlsmith

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我确实意识到这并不是直接回答您的问题,而是您可能需要考虑的问题。

您可以在线性稳压器之前放置一个降压转换器,而不是耗散大量能量。以低于线性稳压器所需电压的电压获得降压输出。

这不仅会减少您必须消散的热量,而且还会提高设计效率。

就散热而言,我倾向于将多个通孔直接放置到我的接地层。接地层似乎非常善于散热。如果您使用4+层板并且内部具有接地层,则散热几乎不会那么好。


我正在努力避免赚钱,但我想无论如何我都得赚钱。
Thomas O

我已经避免了一段时间,但是我意识到我只需要使用几次。它们确实增加了一些复杂性和成本,但是当您必须降低大电压或输出大量电流时,它们是值得的。
Kellenjb 2010年

如果使用降压稳压器,为什么要保持线性(可以是LDO)?
stevenvh 2012年

我想我记得托马斯在其他问题/答案/评论中提到他担心雄鹿的噪音。我也想起了我提到过多电源导轨应用的情况……但这是两年前的事。
Kellenjb

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其物理定律。您需要通过具有大热阻的器件来耗散3W功率,这会导致温度上升。使用铜走线可以将热量从表面安装器件带走到印刷电路板中。但是热量仍然需要沉没。

对于SOT223器件,它们的Rj-a为91 K / W,这意味着在两到三瓦的情况下,可以预期温度会升高273K。这将煮您的设备。Rj-s(结点到焊点的电阻)为10 K / W,因此,只要您的电路板可以散热,设备的温度将比环境温度高30K。

如果您的电路板安装在金属外壳中,则可以进行一些设计工作,将电路板上的大散热垫与金属外壳上的岛对齐。

        /---\                        hot device    
==================================   PCB
_______/     \______/    \______     Metal enclosure

在每层上使用带有大量通孔的大型铜焊盘将有助于传递热量。唯一的另一个问题是将电路板夹在金属外壳上,并施加足够的压力和导热胶,使电路板可以将热量传导到外壳中。

这样做可以有效地将热量从组件传递到板上,再传递到外壳中。因此,外壳实际上成为了散热器。

如果板上没有散热器,则可以将Rj-a从91 K / W降低到更低的值。这个值是多少,您将需要通过实验确定。用其上的器件制作一个简单的电路板,并在每一层上加散热孔的导热垫,然后将通过该器件运行的功率从不到1瓦缓慢增加到2/3瓦,并使用热库,记录板子和设备上的温度。这将使您能够计算电路板上设备的Rj-a。


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是的,您可以使用主板冷却设备。请注意,这样做需要相当大的表面积。不要指望整个电路板都会给组件带来散热效果,例如,如果其卡舌位于接地层上。我相信,唯一的有效面积在6厘米至8厘米之间。

您通常在那些平面中看到的通孔或小孔是热通孔。在电路板的另一侧也可能有一个铜平面。它增加了散热能力,但是当您在内部制作自己的电路板原型时可能很难制造。孔不能那么大(大约十分之几毫米)。

前几天,我做了一个开关稳压器,也需要一些散热。它在TO-263机壳中,该机壳稍大一些。但是无论如何,National数据表在第4页和第5页上指定,在1平方英寸的铜面积上,I的冷却电阻为26C / W。那是JA,还不错。如果耗散3W功率,将比环境温度高75C,这已经足够了。在这种特殊情况下,我是在业余蚀刻机上制作PCB的,所以我把面积扩大了两倍,因为很难连接到pab上。


散热孔增加了热阻抗-它们的设计使散热更容易,因此更易于焊接,对吗?
Thomas O

通孔上的热释放会增加热阻抗。另一侧的接地层上的过孔层实际上会降低热导率。
Kortuk

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如“ 低功耗”中所述,您可能能够在另一个组件(上游电阻器或第二个稳压器)中浪费一些热量,因此您的稳压器不必耗散太多热量。您必须对期望的最小和最大电压以及最小和最大负载进行计算。


我已经看到大型电阻器用于“降低”电压,因此调节器不必变得很热。最终,它只是将散热转移到其他方面。
ajs410

是的,这正是它的作用。但是,每个组件的耗散百分比取决于负载。当电阻和调节器的耗散量相同时,对于调节器的最坏情况将发生。
endolith

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这可能是非常残酷的,并且我没有对您的要求进行任何热估算,但是如果散热器的物理尺寸有问题,则可以选择用低热阻的化合物来封装电路板或器件区域。我已经看到使用普通的旧爱牢达石来散布热负荷。如果灌封是在金属盒内完成的,那么您也将从金属制品中受益。提醒您-这会使返工变得困难!


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在研究SOT-223封装开关晶体管的相同问题时,我偶然发现了《安森美半导体焊接和安装技术参考手册》(在此处查找:http : //www.onsemi.com/pub_link/Collat​​eral/SOLDERRM-D.PDF)。这是一本有关散热和安装注意事项的文章汇编,其中包括数十种常见封装类型(包括SOT-223)的封装。它还包括有关如何准备PCB散热片安装座,导热油脂以及其他我以前没有考虑过的技术的文章。该文件最近于2014年7月修订。

我发现值得一看。

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