ZHCAD61A September   2023  – October 2023 MCF8315A , MCF8316A

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2第 1 项设计挑战:散热挑战
    1. 2.1 引发散热问题的原因
    2. 2.2 如何解决热问题
      1. 2.2.1 通过硬件解决散热问题
      2. 2.2.2 通过算法解决散热问题
        1. 2.2.2.1 MCF8315 测试 1
        2. 2.2.2.2 MCF8315 测试 2
        3. 2.2.2.3 MCF8316 测试 1
        4. 2.2.2.4 MCF8316 测试 2
      3. 2.2.3 通过 PCB 布局解决散热挑战
  6. 3第 2 项设计挑战:快速启动
    1. 3.1 引发快速启动问题的原因
    2. 3.2 如何解决快速启动问题
  7. 4总结
    1. 4.1 致谢
  8. 5参考资料
  9. 6修订历史记录

通过 PCB 布局解决散热挑战

PCB 布局对热性能也有很大影响。以下示例显示,良好布局与不良布局之间的温差可以达到 15°C。

  1. 对于没有散热器的系统,覆铜量越大,芯片上的散热就越好。尽可能选择 2 盎司或更大的覆铜厚度,这非常有助于散热。但是,覆铜量越大,也意味着成本越高,因此在选择覆铜厚度时需要考虑系统要求。
  2. MCF831x 具有散热焊盘,我们需要尽可能使用 MCF831x,以便通过共通路径来散发热量。请注意,务必通过尽可能多的过孔将热量传递到其他 PCB 层。(如图 2-11 所示,右侧的 PCB 更好。)在过孔中打开阻焊层,这有助于将 MCF831x 的热量通过散热焊盘传递到 PCB 上的覆铜。并尽可能使用多层电路板,以便提供更大的散热面积。
GUID-20230828-SS0I-TMQK-2DHB-XZZXLFVFNXFQ-low.png图 2-11 只有很少过孔的 MCF831X PCB
GUID-20230828-SS0I-7MVV-1JRM-ZTMHSTZFKTMF-low.png图 2-12 有更多过孔的 MCF831X PCB

在顶层,尽可能将引脚与散热焊盘连接,以便通过散热焊盘将热量传递出去。

将散热焊盘连接到实心铜平面是创建散热路径的一项重要要求。为了使热量从器件中散出,铜平面必须是连续的。将散热焊盘连接到电路板上的其他区域。妥善做法是在覆铜区中添加较宽的排出路径。在驱动器下方创建大表面积的宽阔平面。如果这些平面被中断,散热路径会缩小,从而增加热阻。热阻的增加会在散热焊盘与同一平面上较宽的表面区域之间产生更大温差。

GUID-20230828-SS0I-NGBV-XSRD-29MLHPC4XF73-low.png图 2-13 MCF831X 散热路径(底层)
GUID-20230828-SS0I-K2PK-141R-L6M2SJJXZ1RF-low.png图 2-14 MCF831X 散热路径(顶层)

图 2-15 展示了热仿真;优化 PCB 布局可将总体温升降低 15°C。

GUID-20230828-SS0I-X2T3-HCCB-ZL3RGLW3J7XX-low.png图 2-15 MCX831X 布局的热仿真