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2022.07.06 Si功率元件

PMDE封裝的實機評估

Si二極體用的散熱性能出色的小型封裝“PMDE”評估

重點:

・在此次比較評估中,儘管 PMDE封裝的尺寸更小,但其封裝溫度Tc和效率卻達到了與PMDU同等的水準。

・如果效率同等,則可以推斷Tj也同等,這表明PMDE雖然尺寸更小,但卻表現出與PMDU同等的散熱性能。

本文將使用車電LED驅動器BD81A44EFV-M及其評估板,對PMDU和PMDE的發熱和效率進行比較評估,並以車電LED驅動器BD81A44EFV-M及其評估板確認其結果。

電路圖和PCB佈局

下面給出了BD81A44EFV-M評估板上的LED驅動電路(DC-DC部分)。該LED驅動器透過升降壓型DCDC轉換器來控制輸出電流。在該電路中,二極體D1和D2使用PMDE封裝SBD產品RBR2VWM40ATF、以及PMDU封裝SBD產品RBR2MM40ATF進行比較。這兩種SBD的內部元件相同,只是封裝不同。


BD81A44EFV-M評估板中的LED驅動電路(DC-DC部分)和二極體D1、D2

另外,還在下面給出了該評估板的PCB佈局。評估板共4層,表面和第4層(背面)的銅箔厚度為70μm,第2層和第3層為35μm。第1層的圖案如圖所示,第2、3、4層為74.2μm□的正方形圖案。二極體D1和D2的安裝位置在粉紅色區域。在該位置分別安裝RBR2VWM40ATF (PMDE) 和 RBR2MM40ATF (PMDU) 並進行了比較評估。


BD81A44EFV-M評估板的PCB佈局

發熱情況比較

下面是在評估板上運行時,PMDU和PMDE的熱成像結果(封裝溫度Tc)。


透過評估板上PMDE和PMDU的熱成像圖來比較Tc

結果顯示,PMDE和PMDU之間的Tc差異很小,降壓側的溫差為⊿Tc(D1)=1.7℃,升壓側的溫差為⊿Tc(D2)=1.2℃。儘管PMDE封裝的尺寸更小,但透過有效地向電路板散熱,PMDE封裝可以將封裝溫度Tc抑制在與PMDU封裝同等的水準。

效率比較

從效率比較結果可以看出,PMDE的效率峰值ηpeak(PMDE)為88.6%,PMDU的ηpeak(PMDU)為88.7%,兩者幾乎相同。由於所用SBD的內部元件相同(各溫度係數相同),因此可以推斷元件溫度Tj也是同等的。也就是說,在此次的評估條件下,PMDE封裝雖然比傳統的PMDU封裝尺寸更小,但卻達到了與PMDU同等的散熱性能,熱失控的風險也得以控制在同等水準。


評估板上SBD的PMDE和PMDU效率比較

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