6 半桥评估板的 QFN 12x12 封装热性能

评估板 (LMG3422EVM-043) 在设计制作时进行了各种权衡，它由两个采用半桥拓扑配置的 LMG3422R030 器件组成。它选择使用一个 35mm x 50mm x 20mm 的椭圆翅片散热器（UB3550-20B，Alpha Novatech）和一个 12V、1.68W 的直流风扇（F-3010H12BIII-16，Cofan）来冷却系统。使用四组推针和弹簧施加 20psi 的恒定压力，将散热器压到 PCB 背面，并在中间放置 0.5mm 厚的导热垫 TIM（GR80A，Fujipoly）。

此测试采用同步降压转换器配置，总线电压为 400V，输出电流为 20A，功率级别为 4kW。图 6-1测试波形如 中所示，绿色波形为电感器电流，而粉红色波形为开关节点电压。
如图 6-2 中所示的放大波形，有源 GaN 器件的开启速度超过 120V/ns，最大速度为 150V/ns，这得益于此集成封装的超小共源电感。此外，在这一测试中，经优化的电源环路使过冲电压在超高的开关速度下低于 50V。在这种工作条件下，通过将直流风扇直接连接到散热器上向其吹风，测量了系统的热性能。红外热感图像（图 6-3）显示 QFN 12x12 封装外壳温度为 99.3°C，远低于此 LMG3422R030 GaN 功率级产品适用的最高工作温度 (125°C)。对于这一底面冷却系统，测得的 R_θJA 为 3.8°C/W。