電子系統(tǒng)熱管理方案

　　散熱案例

　　通過對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，方法就是因為這個地方原來是空氣，因為空氣傳導(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)果可看出沒有紅色了。

　　實驗方法固然好，如果用軟件仿真更可節(jié)省設(shè)計時間。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一步改進。例如焊點過熱，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稱他們在研發(fā)新一代手機充電器IC時由于采用FloTHERM 9而節(jié)省了時間和成本。

　　滿足高速放電的電路保護方案——MHP在電路過流(過熱)時，就需要用到電路保護方案。電路保護市場可以分為過流、過壓、防靜電(ESD)三大類，其中針對過流保護市場，目前的主要形式有一次性保險絲、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而應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。不過，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)域如手機電池保護領(lǐng)域與一次性保險絲形成了較強的競爭態(tài)勢。

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

　　滿足高速放電的電路保護方案——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，比如無繩電動工具、電動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方法，它將一個雙金屬保護器與一個聚合物正溫度系數(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)的過流保護方法，它利用PPTC器件的低阻抗來防止雙金屬保護器在更高電流時的電弧放電行為，同時通過加熱雙金屬來保持它的開路和閉鎖狀態(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。這種趨勢導(dǎo)致了高速放電鋰離子電池應(yīng)用市場的快速擴張，這也相應(yīng)地形成了對能確保終端產(chǎn)品電池安全的、具有高性價比的高強度電路保護器件的需求。

　　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℃)時的動作時間不到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產(chǎn)品大中華區(qū)高級銷售經(jīng)理江如祥稱，與標準的斷路器相比(表1)，MHP30-36器件提供了良好的消除電弧放電特性，而前者則必須通過限制開關(guān)循環(huán)的數(shù)量來解決，這是由于觸點間產(chǎn)生的電弧放電可能對其造成損壞。該MHP30-36器件還能幫助減少實際應(yīng)用中放電場效應(yīng)管(FET)和相伴的散熱片的數(shù)量，而這通常是通過使用IC+FET電池保護設(shè)計來實現(xiàn)的。

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