您的位置:
首頁(yè)
>>
管理中心
>>
行業(yè)資訊
>>修改新聞資訊信息
資訊類(lèi)型:
行業(yè)要聞
企業(yè)動(dòng)態(tài)
新品速遞
解決方案
交流培訓(xùn)
嘉賓訪談
產(chǎn)業(yè)縱橫
人物聚焦
展會(huì)動(dòng)態(tài)
會(huì)展報(bào)告
本站動(dòng)態(tài)
標(biāo) 題:
*
頁(yè)面廣告:
不顯示
顯示
副 標(biāo) 題:
關(guān) 鍵 字:
多個(gè)關(guān)鍵字請(qǐng)用“
/
”分隔,如:西門(mén)子/重大新聞
內(nèi)容描述:
新聞來(lái)源:
鏈 接:
責(zé)任編輯:
標(biāo)題圖片:
無(wú)
/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152407432.jpg
/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152444590.jpg
/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152511707.jpg
/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152549549.jpg
當(dāng)編輯區(qū)有插入圖片時(shí),將自動(dòng)填充此下拉框
*
所屬類(lèi)別:
(不超過(guò)20項(xiàng))
電源產(chǎn)品分類(lèi)
:
UPS電源
穩(wěn)壓電源
EPS電源
變頻電源
凈化電源
特種電源
發(fā)電機(jī)組
開(kāi)關(guān)電源(AC/DC)
逆變電源(DC/AC)
模塊電源(DC/DC)
電源應(yīng)用分類(lèi)
:
通信電源
電力電源
車(chē)載電源
軍工電源
航空航天電源
工控電源
PC電源
LED電源
電鍍電源
焊接電源
加熱電源
醫(yī)療電源
家電電源
便攜式電源
充電機(jī)(器)
勵(lì)磁電源
電源配套分類(lèi)
:
功率器件
防雷浪涌
測(cè)試儀器
電磁兼容
電源IC
電池/蓄電池
電池檢測(cè)
變壓器
傳感器
軸流風(fēng)機(jī)
電子元件
連接器及端子
散熱器
電解電容
PCB/輔助材料
新能源分類(lèi)
:
太陽(yáng)能(光伏發(fā)電)
風(fēng)能發(fā)電
潮汐發(fā)電
水利發(fā)電
燃料電池
其他類(lèi)
:
其他
靜態(tài)頁(yè)面:
生成靜態(tài)頁(yè)面
*
內(nèi) 容:
<P> 也許便攜式電源設(shè)計(jì)工程師所面臨的最大挑戰(zhàn)在于向現(xiàn)代高性能CPU供電。最近,CPU供電電流每?jī)赡攴槐丁J聦?shí)上,當(dāng)今的便攜式內(nèi)核電源要求電流達(dá)到 40A,電壓在0.9V至1.75V之間。但一方面電流要求持續(xù)增加,提供電源的可用空間卻沒(méi)有加大,這一實(shí)事將熱設(shè)計(jì)推到難以超越的極限。</P> <P><BR> 如此高的電流電源通常會(huì)分為兩個(gè)或更多部分,每一部分提供15A至25A電流。這種方案消除了元件甄選的任務(wù)。例如,40A電源本質(zhì)上可以分成兩個(gè)20A電源。但由于該解決方案并不增加額外的板空間,它無(wú)法解決熱設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。</P> <P> 用于高電流電源最難選擇的元件是MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管,對(duì)于筆記本計(jì)算機(jī)尤為如此,在這種環(huán)境下,通常要為CPU自身保留散熱器、風(fēng)扇、散熱管和其他散熱器件。這樣,電源經(jīng)常需要與狹窄的空間、不流動(dòng)的空氣和附近元件耗散的熱量對(duì)抗。還有,除了安裝在電源下面小小的PCB銅片,沒(méi)有什么可以幫助電源散熱。</P> <P> MOSFET的甄選從選擇能夠應(yīng)付所要求的電流、提供足夠的散熱通道開(kāi)始,在確定了要求的散熱量并確保了散熱途徑后結(jié)束。本文介紹了計(jì)算MOSFET功率耗散和確定其工作溫度的步驟說(shuō)明。隨后,以通過(guò)多相位、同步矯正、降壓CPU內(nèi)核20A電源設(shè)計(jì)為例,對(duì)每個(gè)計(jì)算步驟進(jìn)行了說(shuō)明。</P> <P><STRONG>計(jì)算功率耗散</STRONG></P> <P> 要確定一個(gè)MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管是否適于某一特定應(yīng)用,需要對(duì)其功率耗散進(jìn)行計(jì)算。耗散主要包括阻抗耗散和開(kāi)關(guān)耗散:PDDEVICETOTAL=PDRESISTIVE+PDSWITCHING</P> <P> 由于MOSFET的功率耗散很大程度上取決于其導(dǎo)通電阻(RDS(ON)),計(jì)算RDS(ON)看似是一個(gè)很好的著手之處。但MOSFET的導(dǎo)通電阻取決于結(jié)溫TJ。返過(guò)來(lái),TJ又取決于MOSFET中的功率放大器耗散和MOSFET的熱阻(ΘJA)。這樣,很難確定空間從何處著手。由于在功率耗散計(jì)算中的幾個(gè)條件相互依賴(lài),確定其數(shù)值時(shí)需要迭代過(guò)程(圖1)。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152444590.jpg" border=0></P> <P> 這一過(guò)程從首先假設(shè)各MOSFET的結(jié)溫開(kāi)始,同樣的過(guò)程對(duì)于每個(gè)MOSFET單獨(dú)進(jìn)行。MOSFET的功率耗散和允許的環(huán)境溫度都要計(jì)算。</P> <P> 當(dāng)允許的周?chē)鷾囟冗_(dá)到或略高于電源封裝內(nèi)和其供電的電路所期望的最高溫度時(shí)結(jié)束。使計(jì)算的環(huán)境溫度盡可能高看似很誘人,但這通常不是一個(gè)好主意。這樣做將需要更昂貴的MOSFET、在MOSFET下面更多地使用銅片,或者通過(guò)更大或更快的風(fēng)扇使空氣流動(dòng)。所有這些都沒(méi)有任何保證。</P> <P> 在某種意義上,這一方案蒙受了一些“回退”。畢竟,環(huán)境溫度決定MOSFET的結(jié)溫,而不是其他途徑。但從假設(shè)結(jié)溫開(kāi)始所需要的計(jì)算,比從假設(shè)環(huán)境溫度開(kāi)始更易于實(shí)現(xiàn)。</P> <P> 對(duì)于開(kāi)關(guān)MOSFET和同步整流器兩者,都是選擇作為此迭代過(guò)程開(kāi)始點(diǎn)的最大允許裸片結(jié)溫(TJ(HOT))。大多數(shù)MOSFET數(shù)據(jù)參數(shù)頁(yè)只給出25°C的最大RDS(ON),,但近來(lái)有一些也提供了125°C的最大值。MOSFETRDS(ON)隨著溫度而提高,通常溫度系數(shù)在0.35%/°C至0.5%/°C的范圍內(nèi)(圖2)。如果對(duì)此有所懷疑,可以采用更悲觀的溫度系數(shù)和MOSFET在25°C規(guī)格參數(shù)(或125°C的規(guī)格參數(shù),如果有提供的話(huà))計(jì)算所選擇的TJ(HOT)處的最大RDS(ON):RDS(ON) HOT =RDS(ON) SPEC ×[1+0.005×(TJ(HOT)?TSPEC)]</P> <P> 其中,RDS(ON)SPEC為用于計(jì)算的MOSFET導(dǎo)通電阻,而TSPEC為得到RDS(ON)SPEC的溫度。如下描述,用計(jì)算得到的RDS(ON) HOT確定MOSFET和同步整流器的功率耗散。討論計(jì)算各MOSFET在假定裸片溫度的功率耗散的段落之后,是對(duì)完成此迭代過(guò)程所需其他步驟的描述。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152511707.jpg" border=0></P> <P align=left><BR><STRONG>同步整流器的耗散</STRONG></P> <P align=left> 對(duì)于除最大負(fù)載外的所有負(fù)載,在開(kāi)、關(guān)過(guò)程中,同步整流器的MOSFET的漏源電壓通過(guò)捕獲二極管箝制。因此,同步整流器沒(méi)有引致開(kāi)關(guān)損耗,使其功率耗散易于計(jì)算。需要考慮只是電阻耗散。</P> <P> 最壞情況下?lián)p耗發(fā)生在同步整流器負(fù)載系數(shù)最大的情況下,即在輸入電壓為最大值時(shí)。通過(guò)使用同步整流器的RDS(ON) HOT和負(fù)載系數(shù)以及歐姆定律,就可以計(jì)算出功率耗散的近似值:PDSYNCHRONOUS RECTIFIER=[ILOAD2×RDS(ON) HOT ]×[1>-(VOUT/VIN(MAX))]</P> <P><STRONG>開(kāi)關(guān)MOSFET的耗散</STRONG></P> <P> 開(kāi)關(guān)MOSFET電阻損耗的計(jì)算與同步整流器的計(jì)算相仿,采用其(不同的)負(fù)載系數(shù)和RDS(ON) HOT :PDRESISTIVE=[ILOAD2×RDS(ON) HOT]×(VOUT/VIN)</P> <P> 由于它依賴(lài)于許多難以定量且通常不在規(guī)格參數(shù)范圍、對(duì)開(kāi)關(guān)產(chǎn)生影響的因素,開(kāi)關(guān)MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗計(jì)算較為困難。在下面的公式中采用粗略的近似值作為評(píng)估一個(gè)MOSFET的第一步,并在以后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)其性能進(jìn)行驗(yàn)證:PDSWITCHING=(CRSS×VIN2×fSW×ILOAD)/IGATE</P> <P> 其中CRSS為MOSFET的反向轉(zhuǎn)換電容(一個(gè)性能參數(shù)),fSW為開(kāi)關(guān)頻率,而IGATE為MOSFET的啟動(dòng)閾值處(柵極充電曲線(xiàn)平直部分的VGS)的MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)的吸收電流和的源極電流。</P> <P> 一旦根據(jù)成本(MOSFET的成本是它所屬于那一代產(chǎn)品的非常重要的功能)將選擇范圍縮小到特定的某一代MOSFET,那一代產(chǎn)品中功率耗散最小的就是具有相等電阻損耗和開(kāi)關(guān)損耗的型號(hào)。若采用更小(更快)的器件,則電阻損耗的增加幅度大于開(kāi)關(guān)損耗的減小幅度;而采用更大(RDS(ON)低)的器件中,則開(kāi)關(guān)損耗的增加幅度大于電阻損耗的減小幅度。</P> <P> 如果VIN是變化的,必須同時(shí)計(jì)算在VIN(MAX)和VIN(MIN)處的開(kāi)關(guān)MOSFET的功率耗散。MOSFET最壞情況下功率耗散將出現(xiàn)在最小或最大輸入電壓處。耗散為兩個(gè)函數(shù)的和:在VIN(MIN) (較高的負(fù)載系數(shù))處達(dá)到最大的電阻耗散,和在VIN(MAX)(由于VIN2的影響)處達(dá)到最大的開(kāi)關(guān)耗散。最理想的選擇略等于在VIN極值的耗散,它平衡了VIN范圍內(nèi)的電阻耗散和開(kāi)關(guān)耗散。</P> <P> 如果在VIN(MIN)處的耗散明顯較高,電阻損耗為主。在這種情況下,可以考慮采用較大的開(kāi)關(guān)MOSFET,或并聯(lián)多個(gè)以達(dá)到較低的RDS(ON)值。但如果在VIN(MAX)處的耗散明顯較高,則可以考慮減小開(kāi)關(guān)MOSFET的尺寸(如果采用多個(gè)器件,或者可以去掉MOSFET)以使其可以更快地開(kāi)關(guān)。</P> <P> 如果所述電阻和開(kāi)關(guān)損耗平衡但還是太高,有幾個(gè)處理方式:</P> <P> 改變題目設(shè)定。例如,重新設(shè)定輸入電壓范圍;改變開(kāi)關(guān)頻率,可以降低開(kāi)關(guān)損耗,且可能使更大、更低的RDS(ON)值的開(kāi)關(guān)MOSFET成為可能;增大柵極驅(qū)動(dòng)電流,降低開(kāi)關(guān)損耗。MOSFET自身最終限制了柵極驅(qū)動(dòng)電流的內(nèi)部柵極電阻,實(shí)際上局限了這一方案;采用可以更快同時(shí)開(kāi)關(guān)并具有更低RDS(ON)值和更低的柵極電阻的改進(jìn)的MOSFET技術(shù)。</P> <P> 由于元器件選擇數(shù)量范圍所限,超出某一特定點(diǎn)對(duì)MOSFET尺寸進(jìn)行精確調(diào)整也許不太可能,其底線(xiàn)在于MOSFET在最壞情況下的功率必須得以耗散。</P> <P><STRONG>熱阻</STRONG></P> <P> 再參考圖1說(shuō)明,確定是否正確選擇了用于同步整流器和開(kāi)關(guān)MOSFET的MOSFET迭代過(guò)程的下一個(gè)步驟。這一步驟計(jì)算每個(gè)MOSFET的環(huán)境空氣溫度,它可能導(dǎo)致達(dá)到假設(shè)的MOSFET結(jié)溫。為此,首先要確定每個(gè)MOSFET的結(jié)與環(huán)境間的熱阻(ΘJA)。</P> <P> 如果多個(gè)MOSFET并聯(lián)使用,可以通過(guò)與計(jì)算兩個(gè)或更多關(guān)聯(lián)電阻的等效電阻相同的方法,計(jì)算其組合熱阻。熱阻也許難以估計(jì),但測(cè)量在一簡(jiǎn)單PC板上的單一器件的ΘJA就相當(dāng)容易,系統(tǒng)內(nèi)實(shí)際電源的熱性能難以預(yù)計(jì),許多熱源在競(jìng)爭(zhēng)有限的散熱通道。</P> <P> 讓我們從MOSFET的ΘJA開(kāi)始。對(duì)于單芯片SO-8 MOSFET封裝,ΘJA通常在62°C/W附近。對(duì)于其他封裝,帶有散熱柵格或暴露的散熱條,ΘJA可能在40°C/W和50°C/W之間(參見(jiàn)表)。計(jì)算多高的環(huán)境溫度將引起裸片達(dá)到假設(shè)的TJ(HOT):TAMBIENT=TJ(HOT)-TJ(RISE)</P> <P> 如果計(jì)算的TAMBIENT比封裝最大標(biāo)稱(chēng)環(huán)境溫度低(意味著封裝的最大標(biāo)稱(chēng)環(huán)境溫度將導(dǎo)致超過(guò)假設(shè)的MOSFETTJ(HOT)),就要采取以下一種或所有措施:</P> <P> 提高假設(shè)的TJ(HOT)(HOT,但不要超過(guò)數(shù)據(jù)參數(shù)頁(yè)給出的最大值;通過(guò)選擇更合適的MOSFET,降低MOSFET功率耗散;或者,通過(guò)加大空氣流動(dòng)或MOSFET周?chē)你~散熱片面積降低ΘJA。</P> <P align=center><IMG src="/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152549549.jpg" border=0></P> <P> 然后重新計(jì)算。采用電子數(shù)據(jù)表以簡(jiǎn)化確定可接受的設(shè)計(jì)所要求的典型的多重迭代。</P> <P> 另一方面,如果計(jì)算的比封裝最大標(biāo)稱(chēng)環(huán)境溫度高得多,就要采取以下一種或所有措施:</P> <P> 降低假設(shè)的TJ(HOT);減少用于MOSFET功率耗散的銅散熱片面積;或者,采用不那么昂貴的MOSFET。</P> <P> 這些步驟是可選的,因?yàn)楸景咐蠱OSFET不會(huì)由于超過(guò)設(shè)定溫度而損壞。然而,在TAMBIENT比封裝的最大溫度高時(shí),這些步驟可以減小板面積和成本。</P> <P> 該過(guò)程中最大的不準(zhǔn)確性來(lái)源于ΘJA。仔細(xì)研讀ΘJA規(guī)格參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)頁(yè)說(shuō)明。典型的規(guī)格說(shuō)明假設(shè)器件安裝于1平方英寸的2盎司銅片。銅片承擔(dān)了大部分的散熱,而銅片的大小對(duì)ΘJA有顯著影響。</P> <P> 例如,采用1平方英寸的銅片,D-Pak的ΘJAD-Pak可能是50°C/W。但如果銅片就設(shè)在封裝引腳下,ΘJA值將會(huì)加倍(參見(jiàn)表)。采用多個(gè)并聯(lián)MOSFET,ΘJA主要依賴(lài)于它所安裝的銅片面積。兩個(gè)元器件的等效ΘJA可能是只有一個(gè)元器件時(shí)的一半,除非銅片的面積加倍。就是說(shuō),增加并聯(lián)MOSFET而不同時(shí)增加銅片面積,將使RDS(ON)減半,但對(duì)ΘJA的改變小得多。 </P> <P> 最后,ΘJA的規(guī)格參數(shù)假設(shè)銅片散熱面積不需考慮其他元器件的散熱。在高電流時(shí),在功率路徑上的每個(gè)元件,甚至是PC板上的銅材料都會(huì)產(chǎn)生熱量。為避免對(duì)的MOSFET過(guò)度加熱,需要仔細(xì)計(jì)估算實(shí)際物理環(huán)境能達(dá)到的ΘJA值;研究所選擇的MOSFET提供的熱參數(shù)信息;檢查是否有空間用于增加額外的銅片、散熱器和其他器件;確定增加空氣流動(dòng)是否可行;看看在假設(shè)的散熱通道有沒(méi)有其他明顯的熱源,并要估算一下附近元件和空間的加熱或冷卻作用。</P> <P><STRONG>設(shè)計(jì)實(shí)例</STRONG></P> <P> 圖3所示CPU內(nèi)核電源在40A提供1.3V。兩個(gè)同樣的20A電源在300kHz運(yùn)行,提供40A輸出電源。MAX1718主控制器驅(qū)動(dòng)一個(gè),而MAX1897從控制器驅(qū)動(dòng)另一個(gè)。該電源輸入范圍在8~20V之間,指定封裝的最高工組作環(huán)境溫度60°C。</P> <P> 同步整流器包括兩個(gè)并聯(lián)的IRF7822MOSFET,在室溫條件下組合的最大RDS(ON)為3.25mΩ,而假設(shè)TJ(HOT)為115°C時(shí)約為4.7mΩ。最大負(fù)載系數(shù)94%,20A負(fù)載電流和4.7mΩ最大RDS(ON),并聯(lián)MOSFET的耗散約為1.8W。提供2平方英寸的銅片以進(jìn)行散熱,總ΘJA約為31°C/W。組合MOSFET的溫度上升約為55°C,所以此設(shè)計(jì)將在60°左右的環(huán)境溫度工作。</P> <P> 在室溫下組合的最大RDS(ON)為6mΩ,在115°C(假設(shè)的TJ(HOT))為8.7mΩ的兩個(gè)并聯(lián)IRF7811WMOSFET組成開(kāi)關(guān)MOSFET。組合CRSS為240pF。MAX1718以及MAX1897的1Ω柵極驅(qū)動(dòng)輸出約為2A.。當(dāng)VIN=8V時(shí),電阻損耗為0.57W,而開(kāi)關(guān)損耗約為0.05W。在20V時(shí),電阻損耗為0.23W,而開(kāi)關(guān)損耗約為0.29W。在每個(gè)操作點(diǎn)的總損耗大體平衡,而在最小VIN處的最壞情況下,等于0.61W。</P> <P> 由于功率耗散水平不高,我們可以在這對(duì)MOSFET下面提供了0.5平方英寸的銅片,達(dá)到約55°C/W的總ΘJA。這樣以35°C的升溫,可以支持達(dá)80°C的環(huán)境溫度。</P> <P> 本實(shí)例的銅散熱片僅要求對(duì)MOSFET提供。如果有其它器件散熱,也許要求銅散熱片面積更大。如果空間不允許增加額外的銅散熱片,可以減小總功率耗散,將熱量擴(kuò)散到散熱量較低的地方,或采用其他方法散熱。</P> <P> 熱能管理是大功率便攜設(shè)計(jì)中最困難的方面之一,它使上述的迭代過(guò)程成為必需。雖然這一過(guò)程使板設(shè)計(jì)者已經(jīng)接近于最終設(shè)計(jì),但還是必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)室工作最終確定設(shè)計(jì)過(guò)程是否準(zhǔn)確。在實(shí)驗(yàn)室中計(jì)算MOSFET的熱能特性、確何其散熱通道并檢查計(jì)算結(jié)果,有助于確保可靠的熱設(shè)計(jì)。</P> <P align=center><EM><IMG src="/uploadfile/newspic/2007/200708/20070828152407432.jpg" border=0></EM></P> <P align=right><EM>作者:MikeKeagy</EM></P>
主站蜘蛛池模板:
色欲香天天天综合网站
|
亚洲成a人v欧美综合天堂
|
欧美精品国产综合久久
|
国产成+人欧美+综合在线观看
|
一本一道久久精品综合
|
97se色综合一区二区二区
|
亚洲色图综合在线
|
97久久综合精品久久久综合
|
久久99亚洲综合精品首页
|
久久综合亚洲鲁鲁五月天
|
中文字幕亚洲综合小综合在线
|
久久婷婷五月综合97色
|
狠狠色丁香婷婷综合精品视频
|
伊人色综合久久天天人手人婷
|
久久99亚洲综合精品首页
|
亚洲综合五月天
|
亚洲另类欧美综合久久图片区
|
女人和拘做受全程看视频日本综合a一区二区视频
|
97久久综合精品久久久综合
|
俺来也俺去啦久久综合网
|
日韩欧国产精品一区综合无码
|
97SE亚洲国产综合自在线观看
|
久久久久噜噜噜亚洲熟女综合
|
色婷婷综合在线
|
国产综合色香蕉精品五月婷
|
狠狠综合久久综合中文88
|
色综合久久夜色精品国产
|
日韩欧美亚洲综合久久影院d3
|
久久久久亚洲av综合波多野结衣
|
精品久久人人做人人爽综合
|
青青青国产色视频在线观看国产亚洲欧洲国产综合
|
伊人久久综合成人网
|
久久综合给合久久狠狠狠97色
|
亚洲国产综合欧美在线不卡
|
久久综合亚洲色HEZYO社区
|
国产综合无码一区二区三区
|
色久综合网精品一区二区
|
狠狠色综合网站久久久久久久高清
|
日韩无码系列综合区
|
日韩亚洲人成在线综合日本
|
亚洲av伊人久久综合密臀性色
|