5 PCB 铜散热器

如上所述，PCB 铜平面充当稳压器的散热器。铜的面积和厚度（重量）很重要。大部分热量将通过与转换器位于同一侧的层散发到环境中。DAP 必须牢固地直接焊接到该平面上，以提供良好的热连接和电气连接。大多数数据表针对一组非常具体的条件提供总热阻 (θ_JA) 和铜面积的曲线。图 5-1 显示采用 WSON 封装的 LM63635-Q1 的示例。通过这些曲线得出的要点是：面积越大，热阻越小，热性能越好。此外，很明显，当铜面积较大时，会达到收益递减点。

除了图例中所示的假设外，还有许多针对本图中提供的数据的基本假设。首先，使用更多的层有助于降低热阻。外部各层在将热量从稳压器转移到外部环境方面的效果相当好。请注意，在图 5-1 中，“2L”表示两层板，而“4L”表示四层板。在 DAP 下方有适当的热过孔，热量能够以极为有效的方式穿过电路板并传递到对面的层。内部各层在散发热量方面不那么有效，因为它们在某种程度上被 PCB 材料遮住，但它们确实有所帮助。其次是铜的厚度或重量。铜越厚，热阻越低。TI 建议顶层和底层至少为 1oz/ft²；如果功率损耗为 2W 或更高，则为 2oz/ft²。过孔的大小和数量也很重要。每个过孔的热阻与其相邻过孔并联，因此随着过孔数量的增加，总热阻将减小；直至达到某个极限点。建议使用 12mil 的热过孔和 0.5oz/ft² 铜镀层。如上所述，热过孔的最有效位置是在 DAP 下方。然而，在稳压器周围和附近放置过孔也有助于降低电路板的热阻。最后，请注意，图 5-1 中提到了图例中的功率损耗。这似乎很奇怪，因为Equation1 假设 θ_JA 随功率损耗保持不变。事实上，θ_JA 在某种程度上依赖于功率损耗，这使估算、计算和测量 θ_JA 的整个过程变得复杂。功率损耗越大，温度下降越大，因此，由于辐射和对流的作用，散热器的效率有所提高。然而，在整个讨论过程中，假设 θ_JA 与功率损耗无关，并指明估算或测量热性能时所假设的功率水平。

前面讨论的所有注意事项也适用于没有 DAP 的封装。如Topic Link Label4 所述，从这些类型的封装中将热量释放出来会稍微困难一些。在这种情况下，热量必须通过相对较窄的路径流经器件引脚，然后流向 PCB。因此，通向 VIN、SWITCH 和 GND 引脚的铜线应尽可能宽，以达到实用要求。