近期有跟同行朋友在一起交流,发现不少朋友前期为了PCB小型化,盲目选用超微型SOT-23低压MOS,结果样机上电一会就发烫保护,根源就是封装散热能力,和负载功率不匹配。不同封装的电流承载、散热上限差异巨大,选对封装能省去大量散热整改的麻烦。市面上低压MOS主流封装分为微型贴片、通用贴片、大功率贴片、直插封装四大类,每一类都有固定适配的功率区间,没有万能封装。
SOT-23是体积最小的贴片封装,引脚紧凑无大面积散热焊盘,散热能力很差,连续电流上限基本不超过2A,只适合小信号开关、电池反向保护、传感器电源控制这类微功耗场景。智能手环、蓝牙耳机内部的负载开关基本都是这款封装,如果强行用在5A电机驱动,哪怕导通电阻参数达标,热量无法散出,结温会瞬间突破安全阈值。同系列更小的SOT-563封装电流上限不足1A,仅适合超低功耗休眠控制电路。
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TO-252也就是常说的DPAK封装,背部自带大面积金属散热焊盘,PCB铺铜后散热效率提升数倍,连续电流覆盖5A-40A,是消费类电源、小型电机驱动最通用的封装。笔记本降压模块、扫地机驱动板、充电宝升压电路几乎都采用这款,布局时只要在焊盘多打散热过孔,就能应对持续大电流工况。升级款TO-263焊盘面积更大,电流上限能到60A,适合24V大功率无刷电机、工业小型电源模块。
DFN/QFN无引脚封装是近年高密度电源的主流选择,底部全金属散热基底,寄生电感极低,高频开关损耗远低于传统贴片,适合高频DC-DC、多相主板供电模块,但对PCB工艺要求高,小批量手工焊接难度大,维修成本偏高。直插TO-220封装自带安装孔,可加装外置散热器,电流承载能力最强,多用于DIY电源、工业大功率驱动设备,缺点是体积大,不符合便携设备小型化需求。
选型时要平衡体积、功率、生产成本,便携数码产品优先SOT-23、DFN;中等功率通用设备选TO-252;大功率工业设备选用TO-263或直插封装。还要注意同封装不同芯片尺寸的性能差距,同款TO-252封装,大芯片款导通电阻更低、电流余量更大,预算充足时优先选择大芯片规格,长期稳定性更有保障。
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