「氮化镓专栏」NV612X GaNFast™ 功率半导体器件的热料理
2020-06-08 11:58:51
小亿
874
介绍
的纳微GaNFast™ 电源集成电路NV6123/25/27，集成在6mmx8mm 的QFN封装内。这个封装添补了一个大的冷却片，用于降低封装的热阻和提高散热性能。
这种封装使高密度电源的设计愈加信得过真实，是对于他国气流的全封闭充电器和适配器应用中。能够充分利用这些热利润，在PCB组织、热接口和散热，满堂设计妥善。切确的热管理能够最大限度的提高使用GaN功率电路时的效率和功率密度。
本文介绍PCB构造指南和示例，以津贴设计师设计；供应NV612X的封装图，供工程师同伙设计电源layout 运用。
概述
普遍的NV6113/15/17 GaN功率器件「QFN 5x6mm 」设计在万般高密度PD电源。对于具有更具挑战性的热环境的设计，这个大的QFN 6x8mm GaN功率器件产品能更灵验的去除热量。新的6x8 mm QFN封装的集成电路引脚包含漏极、源、控制管脚和一个大的冷却片。
图1 带有CP的NV6125 GaN 功率IC
控制管脚栅极驱动和GaN功率FET的开/关控制，而且外部功率改换电路的大部门开关电流从漏极流过GaN功率FET，并流向源管脚。一小部门开关电流确实流过芯片的硅衬底，并通过衬底流出。在封装内部，集成电路直接安装在冷却片上。图2所示。
图2NV6125工作原理电流默示图 图3 带CP的NV6125 PCB默示图
所以，GaN功率管的功率损耗发生的热量通过冷却片、焊料和PCB排出。图3所示。
尽可能多地使用铜来连接封装焊接层增加散热面积是有帮助的。
利用热通孔将热量传递到PCB的另一侧或具有大铜平面的内层，然后在何处进行扩散和冷却。
冷却片相接到芯片基板，芯片基板能够于源电平浮动+/-10V。
运用电流检测电阻的应用，冷却片没关系邻接到源引脚，或者邻接到PGND以获得额外的PCB散热面积。
图4 带有冷却片的简化示意图（连接到源极和连接到PGND）
PCB指南（不带CS检测电阻）
设计氮化镓GaN功率电路的PCB疆域时，为了抵达可接受的器件温度，依据几个准则。
必须利用热通孔将热量从顶层IC焊盘传导毕竟层，并利用大面积铜进行PCB散热。
以下布局步骤和说明了最佳实践布局，以实现最佳的IC热性能。
1）将GaNIC 6x8 mm QFN封装在PCB顶层。
2） 将控制所需的附加SMD部件安置在顶层。SMD部件挨近IC引脚！
3） 布置SMD部件、控制的走线连接全部垫在顶层。
4） 在冷却片和侧面的顶层放置大型铜区域。
5） 在冷却片内部和侧面放置热通孔。
6）在所有其他层上布置较大的铜地区
PCB指南（带CS检测电阻）
当运用安顿在电源和PGND之间的电流检测电阻Rcs时，浮动冷却片允许PCB铜区延伸穿过电流检测电阻Rcs并直接相接到PGND。
当设计带有CS检测电阻的PCB时，应遵循以下步骤：
1） 将GaN IC 6x8 mm PQFN封装在PCB顶层。
2） 将控制所需的附加SMD部件安置在顶层。SMD部件挨近IC引脚！
3） 在顶层布置SMD组件、控制管脚和源极管脚的连接。
4） 在冷却片和侧边的顶层放置大型铜区域。
5） 在冷却片内部和侧边放置热通孔。
6） 在所有其他层上布置较大的铜地区。
7）用通孔将冷却片铜区电位连接到PGND。
NV6125与NV6115热比较
65w高频准谐振反激演示板上尝试和了NV6125和NV6115的热本能机能。
两个部分在相似的交流输入、直流输出和效率前提下进行了测试。通过遵照举荐的PCB结构指南，对两个GaN 功率IC的PCB结构进行了优化。
结果说明，在低压AC 90V输入和满负荷条件下，NV6125在其外壳温度降低9.4摄氏度。
NV6125 vs NV6115 Thermal Comparison (65 W HFQR, Ta =25 C)
产品选择指南
下表显示了纳差异电路拓扑和功率程度的GaN器件选型倡导。
注明：本文来自买球入口FAE工程师的分享，仅供学习交流运用！
买球赛的网站简介：
买球赛的网站·「中原」官方网站设立1,998，作为国度高新技术企业&中原电源与传感芯片集成服务商，用心电源管理和传感芯片集成服务20年，立足于多种自立研发的智能传感方案、特色照明方案，提供量产落地维持、核心器件供应、特色模组供应等商务模式，力求为客户提供优质全面的IC解决方案，补助人们创造安好、节能、抵家的高科技产品，实现买球入口让电子产品AI起来。
标签:买球赛的网站买球赛FAE工程师GaN器件
