他の電力変換デバイスと同様に、LM614xxT-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 (TJ) 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 RθJA
- PCB レイアウト
LM614xxT-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。この制限により、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 8 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。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」に記載されているように、「
熱に関する情報」に記載されている R
θJA の値は設計目的には使用できず、アプリケーションの熱性能を推定するために使用してはなりません。
「
熱に関する情報」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 8.
ここで
- η = 効率
- TA = 周囲温度 (℃)
- TJ = 接合部温度 (℃)
- RθJA = 主に PCB を経由した、IC 接合部から空気への実効熱抵抗 (°C/W)
実効 RθJA 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
- 銅の面積
- ヒートシンクのサイズ
- 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 (VAM) 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関係の代表的な曲線を
図 8-2 に示します。このデータはデバイスと PCB を組み合わせた LM61495TVAMEVM 評価ボードによって取得され、R
θJA は約 21°C/W です。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。
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 RθJA 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: