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MOS管散热片接地与不接地对EMC的影响分析-MOS管的热设计-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2020-07-17 

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MOS管散热片接地与不接地对EMC的影响分析-MOS管的热设计

在电子电路设计当中很多情况下都要考虑EMC的问题。在设计中使用MOS管时,在添加散热片时可能会出现一种比较纠结的情况。当MOS管的EMC通过时,散热片需要接地,而在散热片不接地的情况下,EMC是无法通过的。那么为何会出现这种现象呢?(http://www.kiaic.com)


简单来说,针对传导可以将一些开关辐射通过散热器传导到大地回路,减弱了走传输线,让流通的路径更多了。针对辐射,没接地的散热器不仅没好处,反而是辐射发射源,对EMC坏处更大,同时接地了,能起到一定的屏蔽效果,所以布板时,将大电解电容用来做屏蔽用,将IC放在大电解电容下面防止干扰都是这个道理。(http://www.kiaic.com)


共模干扰

骚扰通过MOS管与散热片寄生电容、LISN、以及L、N线返回到源。如果MOS管接地的话,在骚扰电压一定的情况下,阻抗很低,骚扰电流很大,导致CE测试失效。


开关管由导通切换为关断状态时,脉冲变压器分布电感储存的能量,将与C1产生振荡,导致开关管C、E之间的电压迅速上升达500V左右,形成浪涌电压。并产生按开关频率工作的脉冲串电流,经集电极和散热器之间的分布电容Ci及变压器初,次级之间的分布电容Cd返回AC线形成共模骚扰电流。

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图1


如图1所示,减少开关管集电极和散热片之间的耦合电容Ci。可以选用低介电常数的材料作绝缘垫,加厚垫片的厚度。也可以用静电屏蔽的方法。例如,在集电极和散热片之间垫上一层夹心绝缘物,即绝缘物中间夹一层铜箔,作为静电屏蔽层,并接在输入直流OV地上,散热片仍接机壳地,这层静电屏蔽层将大大减小集电极和散热片之间的电场耦合。(http://www.kiaic.com)


如图2所示,即将共模干扰转化为差模,回流的源中,不通过LISN。

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图2


MOS管的热设计

MOS 管作为半导体领域最基础的器件之一,无论是在 IC 设计里,还是板级电路应用上,都十分广泛,尤其在大功率半导体领域。然而大功率逆变器MOS管,工作的时候,发热量非常大,如果MOS管散热效果不好,温度过高就可能导致MOS管的烧毁,进而可能导致整个电路板的损毁。


避免MOS因为器件发热而造成的损坏,需要做好足够的散热设计。若通过增加散热器和电路板的长度来供所有MOS管散热,这样就会增加机箱的体积,同时这种散热结构,风量发散,散热效果不好。有些大功率逆变器MOS管会安装通风纸来散热,但安装很麻烦。

所以MOS管对散热的要求很高,散热条件分为最低和最高,即在运行中的散热情况的上下浮动范围。一般在选购的时候通常采用最差的散热条件为标准,这样在使用的时候就可以留出最大的安全余量,即使在高温中也能确保系统的正常运行。


做好MOS管的热设计,需要足够的散热片以及导热绝缘硅胶垫片才能实现。mos散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置,多由铝合金,黄铜或青铜做成板状,片状,多片状等,如电脑中CPU中央处理器要使用相当大的散热片,电视机中电源管,行管,功放器中的功放管都要使用散热片。

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通常采用散热片加导热绝缘硅胶的设计直接接触散热,如果MOS管外壳不能接地,可以采用绝缘垫片隔离后再用导热硅脂散热。也可以选用硅胶片覆盖MOS管,除了散热还可以起到防止电损的作用。整个散热体系能使元器件发出的热量更有效地传导到散热片上,再经散热片散发到周围空气中去,使得器件的稳定性得到保障。


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