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[参考译文] CSD17577Q5A:正常热性能

Guru**** 2378860 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD17577Q5A, CSD17579Q5A
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1347066/csd17577q5a-normal-thermal-performance

器件型号:CSD17577Q5A
主题中讨论的其他器件: CSD17579Q5A

您好!

我目前在同步降压电池充电器中使用 CSD17577Q5A
规格如下:
输入电压= 19.7V

输出电压= 13.8V

输出电流= 10A

fsw = 350kHz

PCB 堆叠:
6层、表面光洁度 HASL-Lead Free
L1 2oz = SIG/PWR/GND

L2 1oz = GND

L3 1oz = SIG/PWR/GND

L4 1oz =电源

L5 1oz = GND

L6 2oz = SIG/PWR/GND

目前、在我们的第一个原型中、一切都可以正常工作、除了我对室温下 HS MOSFET 的温度上升的担忧
在10A 和13.11V 输出的满载情况下, HS MOSFET 达到72.3C (温度测量是在 MOSFET 外壳顶部的热像仪上进行的)。 根据同步 MOSFET 计算器表、MOSFET 的估计总功率损耗约为1.3W

目前所有层都有覆铜(该 MOSFET 下方具有散热过孔的实心 GND 层除外)


根据该信息、估算的结温环境热阻约为40.4 C/W (假设结温至外壳温度为2.8 C/W)

关于这一点、我有几个问题

1) 1)对于该 MOSFET、在实际应用中、您是否能够将结至环境热阻降低得远高于此值(假设我的估算值是正确的)?

2) 2)在这些条件下、您是否认为 MOSFET 会变得这么热? 我们的产品将位于外壳中、因此外壳内的空气将上升到大约45C

我们非常感谢您提出任何建议/疑虑   

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    您好、Visaacan、

    感谢您关注 TI FET。 更多有关 TI 如何测试 FET 数据表中的热阻规格的信息、请参阅下面链接中的技术文章。 如数据表所示、RθJA 和 RθJC 是在1in² μ m Cu 和最小焊盘尺寸的标准化 PCB 上测得的。 TI 仅保证 RθJC (测量到漏极焊盘)、因为 RθJA 高度依赖于 PCB 布局和层叠。 您是如何在应用中确定 RθJA 为40.4°C/W 的? 封装散热的主要路径是通过散热(漏极)焊盘进入 PCB。 封装顶部的估算 RθJC 为45°C/W (通过早期仿真获得)、而 RθJC 的估算为2.8°C/W (底部)。 假设~90%的热量通过散热焊盘去除、则约10%的热量通过封装顶部耗散。 从封装顶部估算的结温上升量:ΔTJ = 0.1 x 1.3W x 45°C/W≈6°C。 使用这些假设、外壳温度应该处于结温的大约10°C 范围内。 对于您的应用、在45°C 环境下、估算的顶层外壳温度= 72.3°C + 20°C (假设室温= 25°C)= 92.3°C、估算的 TJ = 92.3°C + 10°C = 102.3°C < TJmax =带余量的150°C。 一般而言、5x6mm SON 封装的最大功耗约为3W、具体取决于电路板层叠和布局。 您的应用中的功耗仅约1.3W、处于封装能力范围之内。 这些只是估算值、但根据您的最高外壳温度、在您的系统中应该可以有一些余量。

    https://www.ti.com/lit/ta / ssztb80/zssztb80.pdf

    此致、

    约翰·华莱士

    TI FET 应用

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    您好、John:

    感谢您提供详细的响应40.4 C/W 的估算值基于 使用 RθJC (底部)时求解 RθJA (由于澄清、封装底部未意识到这一点)

    您认为利用该 FET 和1.3W 的功率损耗、我可以 进一步降低外壳温度吗? 或者这通常是您针对此封装看到的性能类型吗?

    有关此 MOSFET 的侧面问题当前在降压转换器开关过程中、VDS 电压在 关断约10ns 时出现约-4.6V 的下冲、由于其低于体二极管电压、这会是个问题吗?  

    再次感谢您的帮助、
    维萨坎

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    尊敬的 Visaacan:

    为了降低外壳温度、您应该在 PCB 的漏极焊盘中使用散热过孔、这些过孔进入连接到降压转换器输入电压的内部/背面覆铜形状。 您还可以考虑使用不同的低侧 FET、例如 CSD17579Q5A。 这会增加同步 FET 中的损耗、但会减少控制 FET 中的损耗。 对于这样的高占空比、低侧 FET 可以是更高的导通电阻/更低的栅极电荷器件、这有助于减少高侧 FET 中的一些损耗。 如果您想共享您的 PCB 布局、我很乐意进行审查。

    谢谢。

    约翰

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    您好、John:

    是否可以通过电子邮件或直接消息发送布局?
    如果是这样、哪种格式将是最佳的光绘文件?

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    尊敬的 Visaacan:

    您可以直接给我发电子邮件: jwallaceri@ti.com。 您使用什么 PCB 布局工具? 我有 Allegro 和 Altium 以及其他观众都可以轻松访问。 我对光绘文件不太满意、但我可以使用它们。

    谢谢。

    约翰