電子系統熱管理方案

　　散熱案例

　　通過(guò)對PCB板側面觀(guān)察(如圖3)，發(fā)現一些芯片的溫度最高，可以找到讓它更快散熱的其他熱流路徑，方法就是因為這個(gè)地方原來(lái)是空氣，因為空氣傳導能力非常小，換成導熱襯墊(通常是金屬)(散熱捷徑法)或金屬擠壓品(解決散熱障礙法，圖4)，均增加了導熱性，結果可看出沒(méi)有紅色了。

　　實(shí)驗方法固然好，如果用軟件仿真更可節省設計時(shí)間。從熱分析工具中可以直觀(guān)看到散熱障礙在哪里，用散熱捷徑軟件提示我們哪里能夠進(jìn)一步改進(jìn)。例如焊點(diǎn)過(guò)熱，就需要改變焊接的方法等。

　　CamSemi公司是做電源管理方案的公司。該公司工程副總裁Nigel Heather稱(chēng)他們在研發(fā)新一代手機充電器IC時(shí)由于采用FloTHERM 9而節省了時(shí)間和成本。

　　滿(mǎn)足高速放電的電路保護方案——MHP在電路過(guò)流(過(guò)熱)時(shí)，就需要用到電路保護方案。電路保護市場(chǎng)可以分為過(guò)流、過(guò)壓、防靜電(ESD)三大類(lèi)，其中針對過(guò)流保護市場(chǎng)，目前的主要形式有一次性保險絲、可自恢復的PTC(正溫度系數)器件等，并且基于各自的不同特點(diǎn)而應用于不同的領(lǐng)域。不過(guò)，其中PPTC(聚合物正溫度系數)器件由于在技術(shù)上的不斷突破，已在低電阻需求領(lǐng)域如手機電池保護領(lǐng)域與一次性保險絲形成了較強的競爭態(tài)勢。

　　但對于鋰離子電池等高速放電和小型化的需求，市場(chǎng)呼喚能確保終端產(chǎn)品電池安全的、具有高性?xún)r(jià)比的高強度電路保護器件。

　　滿(mǎn)足高速放電的電路保護方案——MHP

　　近日，泰科電子(Tyco

Electronics)在PPTC的基礎上，推出金屬混合聚合物正系數溫度電阻(Metal Hybrid PPTC, MHP)技術(shù)，可用于額定值在30VDC/30A以上的各種高速放電電池應用，比如無(wú)繩電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)和備用電源等。

　　MHP技術(shù)采用了一種新型混合電路保護方法，它將一個(gè)雙金屬保護器與一個(gè)聚合物正溫度系數(PPTC)器件并聯(lián)在一起(圖5)。這種集成化的解決方案提供了一種可自我恢復的過(guò)流保護方法，它利用PPTC器件的低阻抗來(lái)防止雙金屬保護器在更高電流時(shí)的電弧放電行為，同時(shí)通過(guò)加熱雙金屬來(lái)保持它的開(kāi)路和閉鎖狀態(tài)。

　　MHP主要用于由于鋰離子(Li-ion)電池技術(shù)的發(fā)展，現在更小、更輕和更高功率的鋰離子電池能夠取代以前在高速放電電池應用中使用的鎳鎘或鉛酸電池。這種趨勢導致了高速放電鋰離子電池應用市場(chǎng)的快速擴張，這也相應地形成了對能確保終端產(chǎn)品電池安全的、具有高性?xún)r(jià)比的高強度電路保護器件的需求。

　　MHP器件產(chǎn)品系列的首款產(chǎn)品MHP30-36器件的最高額定值為36VDC/100A，其中在100A電流(25℃)時(shí)的動(dòng)作時(shí)間不到5秒。該器件的保持電流是30A，初始阻抗低于2mOhms。

　　泰科電子的電路保護產(chǎn)品大中華區高級銷(xiāo)售經(jīng)理江如祥稱(chēng)，與標準的斷路器相比(表1)，MHP30-36器件提供了良好的消除電弧放電特性，而前者則必須通過(guò)限制開(kāi)關(guān)循環(huán)的數量來(lái)解決，這是由于觸點(diǎn)間產(chǎn)生的電弧放電可能對其造成損壞。該MHP30-36器件還能幫助減少實(shí)際應用中放電場(chǎng)效應管(FET)和相伴的散熱片的數量，而這通常是通過(guò)使用IC+FET電池保護設計來(lái)實(shí)現的。

　　MHP器件技術(shù)能針對各種不同的應用進(jìn)行配置，并且現在正開(kāi)發(fā)能夠支持更高電壓(高達400VDC)和保持電流(60A)的器件。未來(lái)的設計考慮包括在電動(dòng)踏板車(chē)和輕型電動(dòng)車(chē)(LEV)中使用的鋰離子電池組的電池保護，以及各種備用電源應用和非電池應用，如電動(dòng)馬達保護。