車載電源IC發展技術要求及EMC、散熱對策
3.工藝的發展及其課題
工藝的微細化曾遵從摩爾定律迅速發展,但如今已不見以往的顯著發展態勢。
像電源IC這樣的產品,耗電量較大的電源IC其功率損耗也大。其損耗成為熱量,從IC經由PCB和封裝散發到外部(圖3)。
圖3:封裝結構圖(熱阻)
熱阻不僅受封裝的材質、引線框架的材質、固定芯片與框架的接合材質影響,受到框架形狀和芯片尺寸的影響也很大。
遵循摩爾定律,芯片尺寸越來越小,使熱阻變高,即使消耗與以往相同的電量,芯片的溫升也會增大。
隨著車載控制設備的電子控制/電動化發展,在被稱為“平臺化”的背景下,電子元器件的商品化也自然而然不斷發展。所以,即使熱阻增高,降低芯片尺寸也是必然選擇。
為解決這些問題,進行控制設備的綜合散熱設計,使IC與PCB熱阻平衡變得越來越重要。
4.車載EMC對策例
如前所述,車載電子元器件必須符合CISPR25(發射干擾:產生干擾側的標準)和ISO11452(抗干擾:受干擾影響側的標準)等電磁兼容相關的各種標準。
這些噪音干擾根據傳輸路徑,可分為直接經布線傳輸的傳導噪音和經空氣傳輸的輻射性噪音(圖4,5)。
圖4:同一PCB板上的噪音傳輸路徑
圖5:來自PCB板間及PCB板外部的噪音傳輸路徑
以Π型濾波器為做為基本型,針對未滿足標準的頻段,并聯阻抗較低的旁路電容。
下面的應用實例DC/DC轉換器IC“BD90640EFJ-C”就是采用以上這種噪音對策應用示例。
在圖7的示例中,對于AM頻段噪音,使用Π型濾波器使之衰減;對于CB~FM頻段噪音,選用諧振頻率在20MHz左右的旁路電容使之衰減,以滿足CISPR25-Class5(圖6)要求。
圖6:CISPR25傳輸干擾的極限值
圖7:通過輸入濾波器作為傳導噪音對策示例
最后,請注意,由于作為噪音對策所使用的電容的頻率特性因電壓、溫度依存性、尺寸及零部件廠家不同而不同,因此需要在使用前向廠家進行確認。


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