电子系统热管理方案

　　散热案例

　　通过对PCB板侧面观察(如图3)，发现一些芯片的温度最高，可以找到让它更快散热的其他热流路径，方法就是因为这个地方原来是空气，因为空气传导能力非常小，换成导热衬垫(通常是金属)(散热捷径法)或金属挤压品(解决散热障碍法，图4)，均增加了导热性，结果可看出没有红色了。

　　实验方法固然好，如果用软件仿真更可节省设计时间。从热分析工具中可以直观看到散热障碍在哪里，用散热捷径软件提示我们哪里能够进一步改进。例如焊点过热，就需要改变焊接的方法等。

　　CamSemi公司是做电源管理方案的公司。该公司工程副总裁Nigel Heather称他们在研发新一代手机充电器IC时由于采用FloTHERM 9而节省了时间和成本。

　　满足高速放电的电路保护方案——MHP在电路过流(过热)时，就需要用到电路保护方案。电路保护市场可以分为过流、过压、防静电(ESD)三大类，其中针对过流保护市场，目前的主要形式有一次性保险丝、可自恢复的PTC(正温度系数)器件等，并且基于各自的不同特点而应用于不同的领域。不过，其中PPTC(聚合物正温度系数)器件由于在技术上的不断突破，已在低电阻需求领域如手机电池保护领域与一次性保险丝形成了较强的竞争态势。

　　但对于锂离子电池等高速放电和小型化的需求，市场呼唤能确保终端产品电池安全的、具有高性价比的高强度电路保护器件。

　　满足高速放电的电路保护方案——MHP

　　近日，泰科电子(Tyco

Electronics)在PPTC的基础上，推出金属混合聚合物正系数温度电阻(Metal Hybrid PPTC, MHP)技术，可用于额定值在30VDC/30A以上的各种高速放电电池应用，比如无绳电动工具、电动自行车和备用电源等。

　　MHP技术采用了一种新型混合电路保护方法，它将一个双金属保护器与一个聚合物正温度系数(PPTC)器件并联在一起(图5)。这种集成化的解决方案提供了一种可自我恢复的过流保护方法，它利用PPTC器件的低阻抗来防止双金属保护器在更高电流时的电弧放电行为，同时通过加热双金属来保持它的开路和闭锁状态。

　　MHP主要用于由于锂离子(Li-ion)电池技术的发展，现在更小、更轻和更高功率的锂离子电池能够取代以前在高速放电电池应用中使用的镍镉或铅酸电池。这种趋势导致了高速放电锂离子电池应用市场的快速扩张，这也相应地形成了对能确保终端产品电池安全的、具有高性价比的高强度电路保护器件的需求。

　　MHP器件产品系列的首款产品MHP30-36器件的最高额定值为36VDC/100A，其中在100A电流(25℃)时的动作时间不到5秒。该器件的保持电流是30A，初始阻抗低于2mOhms。

　　泰科电子的电路保护产品大中华区高级销售经理江如祥称，与标准的断路器相比(表1)，MHP30-36器件提供了良好的消除电弧放电特性，而前者则必须通过限制开关循环的数量来解决，这是由于触点间产生的电弧放电可能对其造成损坏。该MHP30-36器件还能帮助减少实际应用中放电场效应管(FET)和相伴的散热片的数量，而这通常是通过使用IC+FET电池保护设计来实现的。

　　MHP器件技术能针对各种不同的应用进行配置，并且现在正开发能够支持更高电压(高达400VDC)和保持电流(60A)的器件。未来的设计考虑包括在电动踏板车和轻型电动车(LEV)中使用的锂离子电池组的电池保护，以及各种备用电源应用和非电池应用，如电动马达保护。