非絶縁DC/DCコンバータ の放熱板設計

非絶縁DC/DCコンバータ (ABXS001A4X41-SRZ)の放熱板の設計に
必要な情報を捜しています。
特にθja、θjcの熱抵抗値が知りたいです。
情報をお持ちの方はご提供下さい。

https://library.industrialsolutions.abb.com/publibrary/checkout/
ABXS001A4?TNR=Data%20Sheets%7CABXS001A4%7CPDF&filename=ABXS001A_PDS.pdf

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@HIRO_FPGA さん

メーカーに確認しましたところ、

熱抵抗は、温度により一定でないため、正しい測定を提案しています。


ABXS001A_DS(データシート).pdf


以下をご参照ください。

したがって、メーカーは、Rj-cを示すのではなく、
Tref を測定して、その値が115℃を超えないように
してくださいというものです。



In answer to the question, for applications like this, thermal derating is handled by measuring the temperature at the Tref shown in the datasheet in the customer’s application.


以下はデータシートのP14の抜粋です。


The thermal reference points, Tref used in the specifications are also shown in Figure 34.
For reliable operation the temperatures at Q1 should not exceed 120oC for open-frame applications and 115oC for coldwall applications.

The output power of the module should not exceed the rated power of the module (Vo,set x Io,max). Please refer to the Application Note “Thermal Characterization Process For Open-Frame Board-Mounted Power Modules” for a detailed discussion of thermal aspects including maximum device temperatures. Figure 34. Preferred airflow direction and location of hotspot of the module (Tref)



簡易的には以下のように考えてよいと考えます。

上記のように、規格内で使用した場合に、ケース温度Tref を115℃以内に
抑えればよいと記載があります。

これから、Rj-c を推定しますと以下のようになります。Trefの測定個所は、半導体の側面です。




Fig.34ご参照

最大出力 : 65W

効率 : 93.8%

消費電力 : 4.3W

ジャンクション温度:150℃ (データシートに記載はありませんが、
                                                           一般的な半導体の値を採用します)

ケース温度:115℃

以上から、Rj-c=(150-115)/ 4.3=8.14℃/W となります。




メーカーの説明のように、Tref を管理する場合は、この値は関係がなくなります。


お客様が設計されるのは、放熱板ですので、ご使用になる条件により変わりますが、
たとえば以下のように考えますと、

消費電力 : 4.3W (上記の最大条件)

周囲温度 : 60℃

Rc-a = (115-60)/4.3 =12.8 ℃/W となります。


モジュールから熱が出るのは、半導体だけではなく、トランスからも発熱します。
これらも考慮した放熱構造としてください。

最終的には、半導体Q1のケース温度(Tref)をご確認ください。




以上でご回答とします。よろしくお願いします。

ご回答頂きましてありがとうございます。

Tcを115℃以内で使用するということで承知しました。

また、1点質問ですが、消費電力の4.3Wはどのような計算過程になりますでしょうか。

使用条件として以下のように考えております。

VIN:12V、VOUT:48V、IOUT:1.2A、効率:93.8%

消費電力Pd=(48V×1.2A/0.938)-48V×1.2A

  =3.8W

従いまして、

消費電力 : 3.8W

周囲温度 : 55℃

Tc:92℃(115×0.8)

Rc-a = (92-55)/3.8W=9.7 ℃/W

と考えています。

@HIRO_FPGA さん

消費電力は、お客様の条件によります。私の例は、最大電力 65W で使用した場合です。

お客様は、48V 1.2A でのご使用ですから、出力は、57.6W となります。

65W/0.938 -65W=4.29 W です。

4.3Wの計算について承知しました。

また弊社でのヒートシンクの熱抵抗は、一旦計算しました9.7℃/Wからシリコンシートの
熱抵抗03℃/W程度を引いた9.4℃/Wぐらいを実装して、Tcが115℃以下になることを検証してみます。

ご対応ありがとうございました。

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