容易忽视的发热器件

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常见的发热器件大家可能比较熟悉,例如电源类的LDO、晶体管类的MOS、二极管、还有大功率电阻等。但是也有些器件只是在特定条件下会发热而容易被忽视的,忽视发热可能造成系统各种问题。下面介绍几个以求大家避免。

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1️. 首先是运放,在大部分应用中,运放并不是什么发热器件,大家都当成普通器件来使用,但是如果运放的供电电压比较大,例如±12V以上的供电电压,而且又是高性能运放,工作电流大,那么运放的发热量就比较可观了。以下面这个运放为例,每通道静态电流典型值为11.5mA,一共四通道,如果供电电压为±V,那么总功耗为11.5412=0.55W,那么以SOIC封装的120℃/W的空气热阻来讲,温升就会达到66℃,再加上常温25℃,那内核温度会超过90℃,对于运放来说已经太高了,温度会造成很高的温漂,另外很多时候运放是多个靠在一起排布的,实际发热可能比理论更高,甚至会超过最高结温,非常危险。

  1. DC-DC电路,一般大家认为开关电源不是发热器件,但是实际上当DC-DC接近满载时由于内部开关管导通损耗以及开关损耗的影响,也会有不少的热量。另外一点是如果是非同步DC-DC,那么外置的二极管也是不可忽视的发热点,如果选型没有留足够的容差,那么发热量也可能难以控制。当然DC-DC的功率电感也是一样的问题。
  1. MCU,当MCU工作在很高的时钟频率下时,功耗会直线上升,同时如果大量的IO都输出电流并打开ADC、ETH、USB、SPI、DMA、FPU 等模块那么功耗会更高,如果在加上散热不好,可能导致芯片内核温度超过105℃,影响MCU性能。
  1. LED,这当然也不是说普通的LED,而是说用来补光的LED,以3.2V@350mA来计算,功率接近9W,这9W中百分之70都是用来发热了,剩下的才是发光,这样的补光灯如果多个同时使用,一般都需要专用的铝基板散热了,否则可能超过结温。
  1. MOS驱动器,驱动器的自身功耗并不大,但是还有一个损耗是MOS的驱动损耗,就是对MOS的栅极电容充电所需的能量,如果开关频率比较高例如1MHz以上,那么发热量很可观。

6.变压器或者共模滤波器,这种器件都是要留一定的裕度,否则负载上去之后容易超过正常温度范围。
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7.功率开关、E-Fuse等,这些保护器件,也可能会走大电流,如果器件本身内阻较大,可能会发热严重。

8.特殊的器件,上面说的E-Fuse其实就有一种比较特殊的,例如过流后它会维持设置的电流不变,一直到芯片发热达到热保护来实现保护的,这样的发热如果对于一些封闭设备,也是不可接受的,所以选型不要选这种芯片。参考:E-Fuse介绍