¿Refrigeración para D2PAK disipando 30W?

Estoy diseñando una placa con algunos MOSFET que disipan una buena cantidad de energía. El mejor dispositivo (bajo Rds y bajo Qg) disponible en este escenario funcionaría a 30 W máx. Está disponible en D2PAK y TO-220.

¿Cuál es la opción preferida para enfriar D2PAK a esos niveles de potencia? Algunas de las opciones:

  • Disipadores de calor estampados SMD en la almohadilla de drenaje, a horcajadas sobre el dispositivo (como estas cosas tontas ). La resistencia de Aavid 7109D desde la superficie de montaje al aire es de 2,75 C/W a 400 fpm y de 2 C/W a 800 fpm, esto parece marginal en este caso (ya que la conexión entre el disipador de calor y el dispositivo es de cobre delgado que conduce lateralmente).

  • vías térmicas debajo del dispositivo y un gran disipador de calor pegado a la placa en el otro lado (uno por dispositivo, no aislado)

  • vías térmicas debajo del dispositivo y un gran disipador térmico de placa de aluminio en la parte posterior de toda la placa (aislado con una almohadilla)

  • pcb de núcleo de aluminio o pcb de cobre de espesor extremo. Supongo que esto hace que las placas sean significativamente más caras y que la creación de prototipos sea más difícil. Una placa de núcleo de metal aún necesitaría conectarse a un disipador de calor en algún lugar, o la placa tendría que ser más grande para darle suficiente capacidad de disipación de calor.

  • múltiples dispositivos para reducir la disipación por dispositivo. esto casi parece más barato que una solución de refrigeración compleja.

  • renuncie a usar SMD y use TO-220 donde <1C/W es bastante fácil :) alguna preocupación sobre la capacidad de fabricación en este caso.

nitrógeno líquido
"El mejor dispositivo (bajo Rds y bajo Qg) disponible en este escenario": ¿cuál es el escenario? A menos que esté operando el FET en su región lineal, sospecho que su pérdida de energía es mucho mayor de lo que debería ser.
Solo he tenido que lidiar con hasta ~7W con OPA551 en DDPAK; mi solución fue usar [dos] paralelos 551 principalmente por razones geométricas (mantener el perfil de la placa bajo) y también porque un buen disipador térmico DDPAK (sólidos como los fabricados por Ohmite , no estampados) cuesta casi tanto como otro IC del tipo que usé.
Hice un prototipo de la cosa en almohadillas de 1,27 mm, protoboard de almohadilla cuadrada (aunque cobre estándar de 35 um) para medir realmente las térmicas en varias áreas de superficie antes de hacer cualquier trabajo de CAD; Utilicé puentes rectos de 0,7 mm de grosor en un patrón de cuadrícula para hacer las áreas de cobre del disipador de calor en la protoboard. No solo soldé las almohadillas entre sí pensando que la soldadura tiene una temperatura térmica mucho peor, sino un puente entre cada fila de almohadillas. Resultó que mi prototipo tenía una temperatura térmica algo mejor que la PCB real (probablemente debido a que la superficie no era plana), pero actualmente no se puede fabricar así.
Esto es lo que usé para crear un prototipo/soldar cada DDPAK (nota, sin agujeros). También tienen placas prototipo (más grandes) con orificios chapados (por ejemplo, este ), pero el precio de venta es bastante elevado (puede obtener una placa de circuito impreso personalizada real a esos precios).
Por "sin agujeros" quise decir que no estaba chapado para el pequeño/barato (demasiado tarde para editar).
@BruceAbbott: Es difícil cambiar una corriente alta (50-100 A) a una frecuencia bastante alta (400 kHz y más).
100A es mucho para el paquete D2PAK. ¿Qué FET estás usando y qué voltaje están cambiando?

Respuestas (1)

Sugiero que si ninguno de los enfoques 'estándar' funciona, debe buscar uno de estos conectores térmicos de clavija de alimentación.

ingrese la descripción de la imagen aquí
(desde aquí , también aquí y aquí )

Son, con diferencia, la mejor solución que he visto para la gestión térmica de piezas SMD, pero nunca las he necesitado, así que no he creado prototipos con ellas.

(Sin afiliación, solo recuerdo haberlos visto hace un tiempo)

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