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  • MOS管散熱片接地及不接地對EMC的影響分析-MOS管的熱設計
    • 發布時間:2020-09-04 18:22:11
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    MOS管散熱片接地及不接地對EMC的影響分析-MOS管的熱設計
    在電子電路設計當中很多情況下都要考慮EMC的問題。在設計中使用MOS管時,在添加散熱片時可能會出現一種比較糾結的情況。當MOS管的EMC通過時,散熱片需要接地,而在散熱片不接地的情況下,EMC是無法通過的。那么為何會出現這種現象呢?
    簡單來說,針對傳導可以將一些開關輻射通過散熱器傳導到大地回路,減弱了走傳輸線,讓流通的路徑更多了。針對輻射,沒接地的散熱器不僅沒好處,反而是輻射發射源,對EMC壞處更大,同時接地了,能起到一定的屏蔽效果,所以布板時,將大電解電容用來做屏蔽用,將IC放在大電解電容下面防止干擾都是這個道理。
    共模干擾
    騷擾通過MOS管與散熱片寄生電容、LISN、以及L、N線返回到源。如果MOS管接地的話,在騷擾電壓一定的情況下,阻抗很低,騷擾電流很大,導致CE測試失效。
    開關管由導通切換為關斷狀態時,脈沖變壓器分布電感儲存的能量,將與C1產生振蕩,導致開關管C、E之間的電壓迅速上升達500V左右,形成浪涌電壓。并產生按開關頻率工作的脈沖串電流,經集電極和散熱器之間的分布電容Ci及變壓器初,次級之間的分布電容Cd返回AC線形成共模騷擾電流。
    MOS管,EMC,散熱片
    圖1
    如圖1所示,減少開關管集電極和散熱片之間的耦合電容Ci。可以選用低介電常數的材料作絕緣墊,加厚墊片的厚度。也可以用靜電屏蔽的方法。例如,在集電極和散熱片之間墊上一層夾心絕緣物,即絕緣物中間夾一層銅箔,作為靜電屏蔽層,并接在輸入直流OV地上,散熱片仍接機殼地,這層靜電屏蔽層將大大減小集電極和散熱片之間的電場耦合。
    如圖2所示,即將共模干擾轉化為差模,回流的源中,不通過LISN。
    MOS管,EMC,散熱片
    圖2
    MOS管的熱設計
    MOS 管作為半導體領域最基礎的器件之一,無論是在 IC 設計里,還是板級電路應用上,都十分廣泛,尤其在大功率半導體領域。然而大功率逆變器MOS管,工作的時候,發熱量非常大,如果MOS管散熱效果不好,溫度過高就可能導致MOS管的燒毀,進而可能導致整個電路板的損毀。
    避免MOS因為器件發熱而造成的損壞,需要做好足夠的散熱設計。若通過增加散熱器和電路板的長度來供所有MOS管散熱,這樣就會增加機箱的體積,同時這種散熱結構,風量發散,散熱效果不好。有些大功率逆變器MOS管會安裝通風紙來散熱,但安裝很麻煩。
    所以MOS管對散熱的要求很高,散熱條件分為最低和最高,即在運行中的散熱情況的上下浮動范圍。一般在選購的時候通常采用最差的散熱條件為標準,這樣在使用的時候就可以留出最大的安全余量,即使在高溫中也能確保系統的正常運行。
    做好MOS管的熱設計,需要足夠的散熱片以及導熱絕緣硅膠墊片才能實現。mos散熱片是一種給電器中的易發熱電子元件散熱的裝置,多由鋁合金,黃銅或青銅做成板狀,片狀,多片狀等,如電腦中CPU中央處理器要使用相當大的散熱片,電視機中電源管,行管,功放器中的功放管都要使用散熱片。
    MOS管,EMC,散熱片
    通常采用散熱片加導熱絕緣硅膠的設計直接接觸散熱,如果MOS管外殼不能接地,可以采用絕緣墊片隔離后再用導熱硅脂散熱。也可以選用硅膠片覆蓋MOS管,除了散熱還可以起到防止電損的作用。整個散熱體系能使元器件發出的熱量更有效地傳導到散熱片上,再經散熱片散發到周圍空氣中去,使得器件的穩定性得到保障。
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