JAJSJT2 データシート

JAJSJT2E February 2020 – October 2025 LM61480-Q1 , LM61495-Q1 , LM62460-Q1

PRODUCTION DATA

8.2.2.14 最大周囲温度

他の電力変換デバイスと同様に、LM6x4xx-Q1 は動作中に内部で電力を消費します。この消費電力の影響により、コンバータの内部温度が周囲温度よりも高くなります。内部のダイ温度 (T_J) は、以下の関数になります。

周囲温度
電力損失
デバイスの実効熱抵抗 R_θJA
PCB レイアウト

LM6x4xx-Q1 の最大内部ダイ温度は、150°C に制限する必要があります。これにより、デバイスの最大消費電力が制限され、それに伴って負荷電流も制限されます。式 9 に、重要なパラメータ間の関係を示します。周囲温度 (T_A) が高いほど、また、R_θJA が大きいほど、利用可能な最大出力電流が低減されます。コンバータの効率は、「アプリケーション曲線」セクションに示す曲線を使用して推定できます。いずれかの曲線に目的の動作条件が見つからない場合は、補間によって効率を推定できます。または、目的のアプリケーション要件に合わせて EVM を調整し、効率を直接測定することもできます。R_θJA の正確な値を推定するのは、より困難です。『半導体および IC パッケージの熱評価基準』アプリケーションノートで述べているように、セクション 6.4 に示す R_θJA の値は設計目的としては適切ではなく、実際のアプリケーションにおけるデバイスの放熱性能を評価するために使用することはできません。セクション 6.4 に報告されている値は、実際のアプリケーションではめったに見られない特定の一連の条件で測定されたものです。

式 9.

{I_{O U T}|}_{M A X} = \frac{(T_{J} - T_{A})}{R_{θ J A}} \times \frac{η}{(1 - η)} \times \frac{1}{V_{O U T}}

ここで、

η = 効率
T_A = 周囲温度
T_J = 接合部温度
R_θJA = 主にPCBを経由した、IC 接合部から空気への実効熱抵抗

実効 R_θJA は重要なパラメータであり、以下のような多くの要因 (一部のみを記載) に依存します：

消費電力
空気温度
エアフロー
PCB 面積
銅箔ヒートシンク面積
パッケージの下や近くにあるサーマルビアの数
隣接する部品の配置

VQFN (RNX) パッケージは超小型であるため、ダイ取り付けパッドを利用できず、大半の熱をピンから基板に流す必要があります。これは、レイアウトのせいでピンから熱が流れない場合に、このパッケージの R_θJA 値が多少大きくなることを意味しています。適切な熱レイアウトにおける最大出力電流と周囲温度との代表的な曲線を図 8-3 と図 8-4 に示します。このデータはデバイスと PCB を組み合わせた LM61495RPHEVM 評価ボードによって取得されたもので、R_θJA は約 21.6°C/W となりました。これらのグラフのデータはあくまで参考用であり、実際の性能は前述のすべての要因に依存します。

LM61480-Q1 LM61495-Q1 LM62460-Q1 最大出力電流と周囲温度との関係

V_IN = 13.5V		V_OUT = 5V
ƒ_SW = 400kHz		R_θJA = 22°C/W

図 8-3 最大出力電流と周囲温度との関係

V_IN = 13.5V		V_OUT = 5V
ƒ_SW = 2.2MHz		R_θJA = 22°C/W

図 8-4 最大出力電流と周囲温度との関係

優れた熱 PCB 設計および特定のアプリケーション環境における R_θJA を推定するためのガイドとして、以下の資料を使用してください：

『過去ではなく、現在の識見による熱設計』アプリケーションノート
『露出パッドパッケージで最良の熱抵抗を実現するための基板レイアウトガイド』アプリケーションノート
『半導体および IC パッケージの熱評価基準』アプリケーションノート
『LM43603 および LM43602 によるシンプルな熱設計』アプリケーションノート
『PowerPAD™ 熱特性強化型パッケージ』アプリケーションノート
『PowerPAD™ の簡単な使用法』アプリケーションノート
『新しい熱評価基準の解説』アプリケーションノート