大功率電阻器應(yīng)用電路PCB板中如何處理散熱問題

來源：萬利隆電子閱讀量：2000發(fā)布時間：2019-03-12

電路PCB板設(shè)計電路的時候，在每個位置上都會設(shè)計各種功率的電子元器件。在很多電路設(shè)計中大功率電阻器的使用顯的非常重要，在很多工程師進(jìn)行電路設(shè)計和布局的時候，由于大功率電子元器件種類比較多，如何準(zhǔn)確安放這些產(chǎn)品才能保證電路散熱正常，而不導(dǎo)致其他電子元器件燒毀。列如硅橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管和氮化鎵場效應(yīng)晶體管的功率電平的日益增加，當(dāng)安裝在精心設(shè)計的放大器電路中時，它們也將受到連接器等元件甚至印刷電路板PCB材料的功率處理能力的限制。

當(dāng)電流流過電路時，部分電能將被轉(zhuǎn)換成熱能。處理足夠大電流的電路將發(fā)熱，特別是在大功率電阻使用數(shù)量較高的地方，如何分立電阻和提高電阻的散熱效果。對電路或系統(tǒng)設(shè)定功率極限的基本思路，通常是利用低工作溫度防止任何可能損壞電路或系統(tǒng)中元件或材料的溫升，例如印刷電路板中使用的介電材料。電流/熱量流經(jīng)電路時發(fā)生中斷，例如松散的或虛焊連接器，也可能導(dǎo)致熱量的不連續(xù)性或熱點，進(jìn)而引起損壞或可靠性問題。溫度效應(yīng)，包括不同材料間熱膨脹系數(shù)(CTE)的不同，也可能導(dǎo)致高頻電路和系統(tǒng)中發(fā)生可靠性問題。

電路中的熱量總是從更高溫度的區(qū)域流向較低溫度的區(qū)域，工程師可以將大功率電路中產(chǎn)生的熱量傳離發(fā)熱源，如晶體管或大功率電阻器。從熱源開始的散熱路徑應(yīng)該包括由能夠疏通或耗散熱量的材料組成的目的地，比如金屬接地層或散熱器，任何電路或系統(tǒng)的熱管理只有在設(shè)計周期一開始就考慮才能最佳地實現(xiàn)。

在電路設(shè)計的時候，一般用熱導(dǎo)率來比較用于管理射頻、微波電路熱量的材料性能，這個指標(biāo)用每米材料每一度施加的功率來衡量。對于高頻電路來說這些材料最重要的一個因素是PCB疊層，這些疊層一般具有較低的熱導(dǎo)率。比如低成本高頻電路中經(jīng)常使用的FR4疊層材料，它們的典型熱導(dǎo)率只有0.25W/mK。