電子系統(tǒng)熱管理方案

　　散熱案例

　　通過(guò)對(duì)PCB板側(cè)面觀察(如圖3)，發(fā)現(xiàn)一些芯片的溫度最高，可以找到讓它更快散熱的其他熱流路徑，方法就是因?yàn)檫@個(gè)地方原來(lái)是空氣，因?yàn)榭諝鈧鲗?dǎo)能力非常小，換成導(dǎo)熱襯墊(通常是金屬)(散熱捷徑法)或金屬擠壓品(解決散熱障礙法，圖4)，均增加了導(dǎo)熱性，結(jié)果可看出沒(méi)有紅色了。

　　實(shí)驗(yàn)方法固然好，如果用軟件仿真更可節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間。從熱分析工具中可以直觀看到散熱障礙在哪里，用散熱捷徑軟件提示我們哪里能夠進(jìn)一步改進(jìn)。例如焊點(diǎn)過(guò)熱，就需要改變焊接的方法等。

　　CamSemi公司是做電源管理方案的公司。該公司工程副總裁Nigel Heather稱他們?cè)谘邪l(fā)新一代手機(jī)充電器IC時(shí)由于采用FloTHERM 9而節(jié)省了時(shí)間和成本。

　　滿足高速放電的電路保護(hù)方案——MHP在電路過(guò)流(過(guò)熱)時(shí)，就需要用到電路保護(hù)方案。電路保護(hù)市場(chǎng)可以分為過(guò)流、過(guò)壓、防靜電(ESD)三大類，其中針對(duì)過(guò)流保護(hù)市場(chǎng)，目前的主要形式有一次性保險(xiǎn)絲、可自恢復(fù)的PTC(正溫度系數(shù))器件等，并且基于各自的不同特點(diǎn)而應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。不過(guò)，其中PPTC(聚合物正溫度系數(shù))器件由于在技術(shù)上的不斷突破，已在低電阻需求領(lǐng)域如手機(jī)電池保護(hù)領(lǐng)域與一次性保險(xiǎn)絲形成了較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。

　　但對(duì)于鋰離子電池等高速放電和小型化的需求，市場(chǎng)呼喚能確保終端產(chǎn)品電池安全的、具有高性價(jià)比的高強(qiáng)度電路保護(hù)器件。

　　滿足高速放電的電路保護(hù)方案——MHP

　　近日，泰科電子(Tyco

Electronics)在PPTC的基礎(chǔ)上，推出金屬混合聚合物正系數(shù)溫度電阻(Metal Hybrid PPTC, MHP)技術(shù)，可用于額定值在30VDC/30A以上的各種高速放電電池應(yīng)用，比如無(wú)繩電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車和備用電源等。

　　MHP技術(shù)采用了一種新型混合電路保護(hù)方法，它將一個(gè)雙金屬保護(hù)器與一個(gè)聚合物正溫度系數(shù)(PPTC)器件并聯(lián)在一起(圖5)。這種集成化的解決方案提供了一種可自我恢復(fù)的過(guò)流保護(hù)方法，它利用PPTC器件的低阻抗來(lái)防止雙金屬保護(hù)器在更高電流時(shí)的電弧放電行為，同時(shí)通過(guò)加熱雙金屬來(lái)保持它的開(kāi)路和閉鎖狀態(tài)。

　　MHP主要用于由于鋰離子(Li-ion)電池技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在更小、更輕和更高功率的鋰離子電池能夠取代以前在高速放電電池應(yīng)用中使用的鎳鎘或鉛酸電池。這種趨勢(shì)導(dǎo)致了高速放電鋰離子電池應(yīng)用市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，這也相應(yīng)地形成了對(duì)能確保終端產(chǎn)品電池安全的、具有高性價(jià)比的高強(qiáng)度電路保護(hù)器件的需求。

　　MHP器件產(chǎn)品系列的首款產(chǎn)品MHP30-36器件的最高額定值為36VDC/100A，其中在100A電流(25℃)時(shí)的動(dòng)作時(shí)間不到5秒。該器件的保持電流是30A，初始阻抗低于2mOhms。

　　泰科電子的電路保護(hù)產(chǎn)品大中華區(qū)高級(jí)銷售經(jīng)理江如祥稱，與標(biāo)準(zhǔn)的斷路器相比(表1)，MHP30-36器件提供了良好的消除電弧放電特性，而前者則必須通過(guò)限制開(kāi)關(guān)循環(huán)的數(shù)量來(lái)解決，這是由于觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電弧放電可能對(duì)其造成損壞。該MHP30-36器件還能幫助減少實(shí)際應(yīng)用中放電場(chǎng)效應(yīng)管(FET)和相伴的散熱片的數(shù)量，而這通常是通過(guò)使用IC+FET電池保護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　MHP器件技術(shù)能針對(duì)各種不同的應(yīng)用進(jìn)行配置，并且現(xiàn)在正開(kāi)發(fā)能夠支持更高電壓(高達(dá)400VDC)和保持電流(60A)的器件。未來(lái)的設(shè)計(jì)考慮包括在電動(dòng)踏板車和輕型電動(dòng)車(LEV)中使用的鋰離子電池組的電池保護(hù)，以及各種備用電源應(yīng)用和非電池應(yīng)用，如電動(dòng)馬達(dá)保護(hù)。