6 半橋評(píng)估板的 QFN 12x12 封裝熱性能

評(píng)估板 (LMG3422EVM-043) 在設(shè)計(jì)制作時(shí)進(jìn)行了各種權(quán)衡，它由兩個(gè)采用半橋拓?fù)渑渲玫?LMG3422R030 器件組成。它選擇使用一個(gè) 35mm x 50mm x 20mm 的橢圓翅片散熱器（UB3550-20B，Alpha Novatech）和一個(gè) 12V、1.68W 的直流風(fēng)扇（F-3010H12BIII-16，Cofan）來冷卻系統(tǒng)。使用四組推針和彈簧施加 20psi 的恒定壓力，將散熱器壓到 PCB 背面，并在中間放置 0.5mm 厚的導(dǎo)熱墊 TIM（GR80A，F(xiàn)ujipoly）。

此測(cè)試采用同步降壓轉(zhuǎn)換器配置，總線電壓為 400V，輸出電流為 20A，功率級(jí)別為 4kW。圖 6-1測(cè)試波形如 中所示，綠色波形為電感器電流，而粉紅色波形為開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓。
如圖 6-2 中所示的放大波形，有源 GaN 器件的開啟速度超過 120V/ns，最大速度為 150V/ns，這得益于此集成封裝的超小共源電感。此外，在這一測(cè)試中，經(jīng)優(yōu)化的電源環(huán)路使過沖電壓在超高的開關(guān)速度下低于 50V。在這種工作條件下，通過將直流風(fēng)扇直接連接到散熱器上向其吹風(fēng)，測(cè)量了系統(tǒng)的熱性能。紅外熱感圖像（圖 6-3）顯示 QFN 12x12 封裝外殼溫度為 99.3°C，遠(yuǎn)低于此 LMG3422R030 GaN 功率級(jí)產(chǎn)品適用的最高工作溫度 (125°C)。對(duì)于這一底面冷卻系統(tǒng)，測(cè)得的 R_θJA 為 3.8°C/W。