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车载电源IC发展技术要求及EMC、散热对策

作者: 时间:2016-12-20 来源:网络 收藏


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)。

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图3:封装结构图(热阻)

在车载等使用时周围温度较高的环境下,到达IC的使用温度上限的容许温差变小,从而必须极力控制其功率损耗导致的温升。因此,需要改善(降低)芯片的散热性能(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)。

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图4:同一PCB板上的噪音传输路径

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图5:来自PCB板间及PCB板外部的噪音传输路径

输入滤波器作为传导噪音对策非常有效。

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。

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图6:CISPR25传输干扰的极限值

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图7:通过输入滤波器作为传导噪音对策示例

但是,在90MHz附近有噪音残留,因此,通过再增加谐振频率为100MHz左右的旁路电容,从而使所有频段均满足了Class5的要求。

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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