车载电源IC发展技术要求及EMC、散热对策
3.工艺的发展及其课题
工艺的微细化曾遵从摩尔定律迅速发展,但如今已不见以往的显著发展态势。
像电源IC这样的产品,耗电量较大的电源IC其功率损耗也大。其损耗成为热量,从IC经由PCB和封装散发到外部(图3)。
图3:封装结构图(热阻)
热阻不仅受封装的材质、引线框架的材质、固定芯片与框架的接合材质影响,受到框架形状和芯片尺寸的影响也很大。
遵循摩尔定律,芯片尺寸越来越小,使热阻变高,即使消耗与以往相同的电量,芯片的温升也会增大。
随着车载控制设备的电子控制/电动化发展,在被称为“平台化”的背景下,电子元器件的商品化也自然而然不断发展。所以,即使热阻增高,降低芯片尺寸也是必然选择。
为解决这些问题,进行控制设备的综合散热设计,使IC与PCB热阻平衡变得越来越重要。
4.车载EMC对策例
如前所述,车载电子元器件必须符合CISPR25(发射干扰:产生干扰侧的标准)和ISO11452(抗干扰:受干扰影响侧的标准)等电磁兼容相关的各种标准。
这些噪音干扰根据传输路径,可分为直接经布线传输的传导噪音和经空气传输的辐射性噪音(图4,5)。
图4:同一PCB板上的噪音传输路径
图5:来自PCB板间及PCB板外部的噪音传输路径
以Π型滤波器为做为基本型,针对未满足标准的频段,并联阻抗较低的旁路电容。
下面的应用实例DC/DC转换器IC“BD90640EFJ-C”就是采用以上这种噪音对策应用示例。
在图7的示例中,对于AM频段噪音,使用Π型滤波器使之衰减;对于CB~FM频段噪音,选用谐振频率在20MHz左右的旁路电容使之衰减,以满足CISPR25-Class5(图6)要求。
图6:CISPR25传输干扰的极限值
图7:通过输入滤波器作为传导噪音对策示例
最后,请注意,由于作为噪音对策所使用的电容的频率特性因电压、温度依存性、尺寸及零部件厂家不同而不同,因此需要在使用前向厂家进行确认。
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