ZHCSN21A April 2020 – June 2021
PRODUCTION DATA
此器件的输出电流和功率损耗能力在很大程度上取决于 PCB 设计和外部系统状况。本节提供了一些用于计算这些值的指导。
此器件的总功率损耗 (PTOT) 由三个主要部分组成。这三个组成部分是功率 MOSFET RDS(ON)(导通)损耗、功率 MOSFET 开关损耗和静态电源电流损耗。尽管其他的一些因素可能会造成额外的功率损耗,但与这三个主要因素相比,其他因素通常并不重要。
PTOT = PCOND + PSW + PQ
可以根据器件 RDS(ON) 和平均输出电流 (IRMS) 来计算 PCOND。
PCOND = (IRMS)2 x (RDS(ONH) + RDS(ONL))
需要注意的是,RDS(ON) 与器件的温度密切相关。可以在“典型特性”曲线中找到一条显示了标称 RDS(ON) 和温度的曲线。
PCOND = (3.5A)2 x (0.082Ω + 0.082Ω) = 2.009W
可以根据标称电源电压 (VM)、平均输出电流 (IRMS)、开关频率 (fPWM) 以及器件输出上升 (tRISE) 和下降 (tFALL) 时间规格来计算 PSW。
PSW = PSW_RISE + PSW_FALL
PSW_RISE = 0.5 x VM x IRMS x tRISE x fPWM
PSW_FALL = 0.5 x VM x IRMS x tFALL x fPWM
PSW_RISE = 0.5 x 24V x 3.5A x 100ns x 35kHz = 0.147W
PSW_FALL = 0.5 x 24V x 3.5A x 100ns x 35kHz = 0.147W
PSW = 0.147W + 0.147W = 0.294W
可以根据标称电源电压 (VM) 和 IVM 电流规格来计算 PQ。
PQ = VM x IVM = 24V x 4mA = 0.096W
总功率损耗 (PTOT) 是导通损耗、开关损耗和静态功率损耗之和。
PTOT = PCOND + PSW + PQ = 2.009W + 0.294W + 0.096W = 2.399W
如果已知环境温度 TA 和总功率损耗 (PTOT),则结温 (TJ) 的计算公式为:
TJ = TA + (PTOT x RθJA)
在一个符合 JEDEC 标准的 4 层 PCB 中,采用 HTSSOP 封装时的结至环境热阻 (RθJA) 为 29.7°C/W,而采用 VQFN 封装时则为 39°C/W。
假设环境温度为 25°C,则 HTSSOP 封装的结温为:
TJ = 25°C + (2.399W x 29.7°C/W) = 96.25°C
VQFN 封装的结温为:
TJ = 25°C + (2.399W x 39°C/W) = 118.56°C
应确保器件结温处于指定的工作范围内。