1 了解熱性能

直流/直流降壓轉(zhuǎn)換器和功率級效率與功率損耗成反比。最大限度降低功率損耗是最大限度提高系統(tǒng)效率的關(guān)鍵所在。功率損耗的兩個主要來源包括控制器的開關(guān)損耗以及功率級內(nèi)高側(cè)和低側(cè) MOSFET 的傳導(dǎo)損耗。隨著輸出電流增加，傳導(dǎo)損耗對整體功率耗散的影響增大，而開關(guān)損耗的影響減小。

傳導(dǎo)損耗表現(xiàn)為熱能耗散，這會導(dǎo)致器件結(jié)溫升高，因而與熱性能直接相關(guān)。高環(huán)境溫度會導(dǎo)致額外的結(jié)溫升高，使安全運行的余地更小。

結(jié)至環(huán)境熱阻 R_θJA 用于測量 FET 結(jié)溫與周圍環(huán)境之間的熱阻，是最常用的熱性能指標(biāo)。如 圖 1-1 所示，它可以分為兩部分：結(jié)溫通過器件頂部表面到周圍環(huán)境所產(chǎn)生的向上熱阻，以及結(jié)溫依次通過器件底部、PCB 電路板，最后到周圍介質(zhì)所產(chǎn)生的向下熱阻。

散熱中影響最大的部分是通過封裝底部散熱，這正是當(dāng)今大多數(shù)散熱方法都側(cè)重于 PCB 布局的原因。然而，優(yōu)化頂部散熱也可以降低總體 R_θJA。本文檔說明了如何為器件使用熱增強型封裝，從而將頂部的結(jié)至外殼 θ_Jc(top) 降低至接近零。

需要注意的是，盡管在許多數(shù)據(jù)表中，R_θJA 為設(shè)定值，但該值是按照標(biāo)準(zhǔn)布局測得的，通常遵循 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)。雖然硅芯片設(shè)計本身會影響熱性能，但 PCB 設(shè)計和封裝技術(shù)對器件散熱效率的影響要大得多。