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D类放大器设计时的散热问题 2

D类放大器设计时的散热问题 2

与裸露焊盘相接的敷铜块应该用多个过孔连到PCB背面的其他敷铜块上,并应该在满足系统信号走线的要求下具有尽可能大的面积。加宽所有与器件的连线,这将有益于改善系统的散热性能。虽然IC的引脚并不是主要的散热通道,但实际应用中仍然会有少量发热。图3所示的PCB中,宽连线将D类放大器的输出与图右侧的两个电感相连。在这种情况下,电感的铜芯绕线也可为D类放大器提供额外的散热通道。虽然对整体热性能的改善不到10%,但这样的改善却会给系统带来两种截然不同的结果—系统具备较理想的散热或出现较严重的发热。

图3    D类放大器右侧较宽的布线有助于导热
辅助散热

当D类放大器在较高的环境温度下工作时,增加外部散热片可以改善PCB的热性能。该散热片的热阻必须尽可能小,以使散热性能最佳。采用底部的裸露焊盘后,PCB底部往往是热阻最低的散热通道。IC的顶部并不是器件的主要散热通道,因此在此安装散热片不划算。
热计算

D类放大器的管芯温度可以通过一些基本计算进行估计。本例中根据下列条件计算其温度:
· TAM= +40℃
· POUT= 16W
· η = 87%
· θJA= 21℃/W

首先,计算D类放大器的功耗:


     (1)

然后,通过功耗计算管芯温度TC,公式如下:
TC=TA+PDISS×θJA= 40℃+2.4W×21℃/W=90.4℃          (2)

根据这些数据,可以推断出该器件工作时具有较为理想的性能。因为系统很少能正好工作在25℃的理想环境温度下,因此应该根据系统的实际使用环境温度进行合理的估算。

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