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简述车载后视电源IC设计对策

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封装结构(热阻)在车载后视电源IC等使用时周围温度较高的环境下,到达IC的使用温度上限的容许温差变小,从而必须极力控制其功率损耗导致的温升。因此,需要改善(降低)芯片的散热性能(热阻)。热阻不仅受封装的材质、引线框架的材质、固定芯片与框架的接合材质影响,受到框架形状和芯片尺寸的影响也很大。
 
遵循摩尔定律,芯片尺寸越来越小,使热阻变高,即使消耗与以往相同的电量,芯片的温升也会增大。随着车载控制设备的电子控制/电动化发展,在被称为“平台化”的背景下,电子元器件的商品化也自然而然不断发展。所以,即使热阻增高,降低芯片尺寸也是必然选择。为解决这些问题,进行控制设备的综合散热设计,使IC与PCB热阻平衡变得越来越重要。
 
车载后视电源IC对策例,车载电子元器件必须符合CISPR25(发射干扰:产生干扰侧的标准)和ISO11452(抗干扰:受干扰影响侧的标准)等电磁兼容相关的各种标准。这些噪音干扰根据传输路径,可分为直接经布线传输的传导噪音和经空气传输的辐射性噪音。

车载后视电源IC
 
同一PCB板上的噪音传输路径来自PCB板间及PCB板外部的噪音传输路径输入滤波器作为传导噪音对策非常有效。以Π型滤波器为做为基本型,针对未满足标准的频段,并联阻抗较低的旁路电容。
 
通过输入滤波器作为传导噪音对策示例但是,在90MHz附近有噪音残留,因此,通过再增加谐振频率为100MHz左右的旁路电容,从而使所有频段均满足了Class5的要求。最后,请注意,由于作为噪音对策所使用的电容的频率特性因电压、温度依存性、尺寸及零部件厂家不同而不同,因此需要在使用前向厂家进行确认。
 
车载后视电源IC散热对策时的注意事项。随着电子元器件向小型化发展,其发热密度变高,因此,不仅确保配套设备整体的正常工作难度增加,而且确保寿命、可靠性也越来越难。避免产生这些问题的散热设计技术已成为非常重要的因素。通常,只要知道PCB板贴装时IC的热阻θJA和功耗,或封装顶部中心温度TT热性能参数ΨJT,即可知道IC大致的结点(接合部)温度Tj。如何将该结点温度Tj控制在绝对最大额定值以下是热设计的根本。此时必须要注意的是电子元器件的热阻的定义。
 
不同的厂家其定义、条件不同,这增加了热设计的难度。虽然有JEDEC(半导体标准协会)制定的JESD51标准系列等,但因各半导体厂家的理解不同,使得条件并未达到1对1的一致性,这是普遍现象。因此,在配套产品设计阶段需要注意。一般半导体厂家定义的热阻值是根据JESD51-2A(在305mm见方的外罩所包围的无风空间里,将安装了1个IC的PCB板固定的状态)测量的,与配套产品实际的使用环境差异较大。
 
电子元器件的温升与集成度关系,当配套产品使用多个该部件时,在很接近的状态下配置会使每个部件的有效散热面积减少。注意,这就意味着因热阻增加导致各部件的温度上升。车载领域众多ECU等使用的电源IC,同时也是我们身边的电子设备不可或缺的产品。ROHM利用所擅长的模拟技术,打造出AC/DC转换器IC及DC/DC转换器IC等从一次侧到二次侧适用各种设备的丰富的产品阵容。未来,ROHM还将发力满足前述的各种客户需求的综合应用,进一步完善产品阵容。
 

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