NESY031C january   2023  – april 2023 LMQ61460-Q1 , TPS54319 , TPS62088 , TPS82671 , UCC12040 , UCC12050

 

  1.   摘要
  2.   Authors
  3.   3
  4.   什麼是功率密度？
  5.   限制功率密度的因素有哪些？
  6.   限制功率密度的因素：切換損耗
  7.   主要限制因素 1：電荷相關損耗
  8.   主要限制因素 2：反向復原損耗
  9.   主要限制因素 3：開啟和關閉損耗
  10.   限制功率密度的因素：熱性能
  11.   如何打破功率密度障礙
  12.   切換損耗創新
  13.   封裝熱創新
  14.   進階電路板設計創新
  15.   整合式創新
  16.   結論
  17.   其它資源

限制功率密度的因素：熱性能

影響整體功率密度的重要因素是系統熱性能。通常在溫度未出現不合理上升的情況下，封裝散熱的性能越佳，可承受的功率損耗也就越高。這些因素通常可在產品說明書參數中取得，例如接點至周圍熱電阻 (RӨJA) 還有經過仔細計算的應用條件。如需有關 MOSFET 產品規格書中常見熱阻抗值的詳細資訊，請觀看影片：了解 MOSFET 產品規格書： 熱阻抗。

封裝與印刷電路板 (PCB) 的熱最佳化整體目標，是在出現電源轉換器損耗時減少溫度提升。由於小型化與成本降低趨勢持續發展，轉換器、電源開關和閘極驅動器解決方案的整體尺寸也隨之縮減。由於晶粒和封裝尺寸縮小會降低熱性能，因此造成系統級熱設計的難度增加，如圖 6 所示。隨著晶粒面積縮小，相關接點至周圍熱電阻 (RӨJA) 會呈指數下降。

GUID-20220826-SS0I-WDCS-X0CX-ZDSDPXCFMKZZ-low.svg圖 6 封裝 RӨJA 與晶粒面積。

此圖清楚說明隨著封裝尺寸、晶粒尺寸和整體功率密度提升，預期熱性能將會快速下降，唯有著重發展封裝熱性能 (散熱能力) 創新與減少功率損耗 (產生較少熱能)，才能解決此問題。