5 PCB 銅散熱器

如上所述，PCB 銅平面充當(dāng)穩(wěn)壓器的散熱器。銅的面積和厚度（重量）很重要。大部分熱量將通過與轉(zhuǎn)換器位于同一側(cè)的層散發(fā)到環(huán)境中。DAP 必須牢固地直接焊接到該平面上，以提供良好的熱連接和電氣連接。大多數(shù)數(shù)據(jù)表針對一組非常具體的條件提供總熱阻 (θ_JA) 和銅面積的曲線。圖 5-1 顯示采用 WSON 封裝的 LM63635-Q1 的示例。通過這些曲線得出的要點(diǎn)是：面積越大，熱阻越小，熱性能越好。此外，很明顯，當(dāng)銅面積較大時(shí)，會(huì)達(dá)到收益遞減點(diǎn)。

除了圖例中所示的假設(shè)外，還有許多針對本圖中提供的數(shù)據(jù)的基本假設(shè)。首先，使用更多的層有助于降低熱阻。外部各層在將熱量從穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境方面的效果相當(dāng)好。請注意，在圖 5-1 中，“2L”表示兩層板，而“4L”表示四層板。在 DAP 下方有適當(dāng)?shù)臒徇^孔，熱量能夠以極為有效的方式穿過電路板并傳遞到對面的層。內(nèi)部各層在散發(fā)熱量方面不那么有效，因?yàn)樗鼈冊谀撤N程度上被 PCB 材料遮住，但它們確實(shí)有所幫助。其次是銅的厚度或重量。銅越厚，熱阻越低。TI 建議頂層和底層至少為 1oz/ft²；如果功率損耗為 2W 或更高，則為 2oz/ft²。過孔的大小和數(shù)量也很重要。每個(gè)過孔的熱阻與其相鄰過孔并聯(lián)，因此隨著過孔數(shù)量的增加，總熱阻將減??；直至達(dá)到某個(gè)極限點(diǎn)。建議使用 12mil 的熱過孔和 0.5oz/ft² 銅鍍層。如上所述，熱過孔的最有效位置是在 DAP 下方。然而，在穩(wěn)壓器周圍和附近放置過孔也有助于降低電路板的熱阻。最后，請注意，圖 5-1 中提到了圖例中的功率損耗。這似乎很奇怪，因?yàn)?a xmlns:opentopic="http://www.idiominc.com/opentopic" class="xref" href="GUID-B98B57F6-2E2E-478A-874E-3F34235456F4.html#X5333">Equation1 假設(shè) θ_JA 隨功率損耗保持不變。事實(shí)上，θ_JA 在某種程度上依賴于功率損耗，這使估算、計(jì)算和測量 θ_JA 的整個(gè)過程變得復(fù)雜。功率損耗越大，溫度下降越大，因此，由于輻射和對流的作用，散熱器的效率有所提高。然而，在整個(gè)討論過程中，假設(shè) θ_JA 與功率損耗無關(guān)，并指明估算或測量熱性能時(shí)所假設(shè)的功率水平。

前面討論的所有注意事項(xiàng)也適用于沒有 DAP 的封裝。如Topic Link Label4 所述，從這些類型的封裝中將熱量釋放出來會(huì)稍微困難一些。在這種情況下，熱量必須通過相對較窄的路徑流經(jīng)器件引腳，然后流向 PCB。因此，通向 VIN、SWITCH 和 GND 引腳的銅線應(yīng)盡可能寬，以達(dá)到實(shí)用要求。