【導(dǎo)讀】本篇文章主要講解了電路中芯片的散熱措施和應(yīng)用，在講解應(yīng)用時(shí)，給出了較為詳細(xì)的實(shí)例分析來(lái)促進(jìn)理解，希望大家在閱讀過(guò)本篇文章之后，能夠利用文章當(dāng)中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)自行應(yīng)對(duì)芯片的散熱問(wèn)題。
從事電子電力設(shè)計(jì)工作的人都知道，芯片是電路中的心臟，而涉及芯片問(wèn)題，首先要考慮的就肯定是散熱。芯片散熱的好壞將直接關(guān)系到此電路系統(tǒng)能否正常工作，通常來(lái)說(shuō)耗散功率指的就是芯片散熱，本篇文章給出了一些關(guān)于耗散功率的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望大家在閱讀之后能夠有所收獲。
芯片的spec上一般都有耗散功率這個(gè)參數(shù)。比如芯片ZXT10P20DE6，它的datasheet中有以下參數(shù)：
任何TTL或者CMOS器件都是要在一定的結(jié)溫下，而芯片隨著功耗的升高，溫度逐漸上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大結(jié)溫的時(shí)候，此時(shí)芯片的功耗就是耗散功率。芯片的功耗一般用P=I2R或者P=UI(線(xiàn)性條件下)來(lái)計(jì)算。
從ZXT10P20DE6 datasheet，我們可以了解到耗散功率都是在一定條件下測(cè)試出來(lái)的器件能夠承受的最大功率，超過(guò)這個(gè)最大功率，器件就可能會(huì)遭受不可恢復(fù)的損壞。一般測(cè)試條件是環(huán)境溫度和散熱措施。ZXT10P20DE6它的耗散功率是在攝氏25度下，在兩個(gè)散熱措施：25mm*25mm 1oz（34um）的銅箔，器件直接焊接在一個(gè)FR4 PCB板下測(cè)試出的功率。
測(cè)試環(huán)境直接關(guān)系到了耗散功率的大小。比如ZXT10P20DE6，它是一個(gè)三極管，他的最大結(jié)溫是150度（但實(shí)際可能到不了， 130度才能正常工作）。在25度環(huán)境下它能測(cè)出1.1W耗散功率，但在75度環(huán)境下可能它的耗散功率就只有零點(diǎn)幾瓦了。不同的散熱措施下，耗散功率也不同，一個(gè)是 1.1W，一個(gè)是1.7W。
表征散熱措施一個(gè)參數(shù)是熱阻。所謂“熱阻”（thermal resistance），是指反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。熱阻的概念與電阻非常類(lèi)似，單位也與之相仿——℃/W，即物體持續(xù)傳熱功率為1W時(shí)，導(dǎo)熱路徑兩端的溫差。對(duì)散熱器而言，導(dǎo)熱路徑的兩端分別是發(fā)熱物體（CPU）與環(huán)境空氣。對(duì)于IC而言導(dǎo)熱兩端路勁是IC最中心與環(huán)境空氣。
上表中三極管的熱阻是73度/W。如果該三極管功耗是1W，則其溫度將達(dá)到25+73=98度。如果功耗增加到 1.7W, 則三極管的結(jié)溫就將達(dá)到25+1.7*73=25+124=145度。此時(shí)芯片已經(jīng)達(dá)到最大結(jié)溫，芯片功耗再上升的話(huà)，就會(huì)損壞芯片。使用散熱措施能夠降低器件的熱阻，比如 AMD一款雙核CPU，它做了散熱措施之后，熱阻只有0.414度/瓦。
對(duì)于一個(gè)芯片，我們要怎么關(guān)注它的散熱問(wèn)題？首先，查手冊(cè)了解芯片的耗散功率。然后，計(jì)算芯片在極端工作條件下的最大功耗。最后，對(duì)比耗散功率和芯片最大功耗，如果耗散功率小于芯片最大功耗，則必須考慮增加。
散熱措施
以手機(jī)充電電路為例子，手機(jī)通過(guò)AON4703給手機(jī)電池充電。一般情況下，手機(jī)USB 5V電壓充電，如果恒流充電電流為500mA。則AON4703的mos功耗為5V-3.3V-0.5V=1.2V，則P=1.2V*500mA=600mW。AON4703的耗散功率為1.7W，則在一般情況下，該芯片能夠正常工作，不需要增加再增加額外散熱措施。
但是如果手機(jī)用DC JACK，或者直流電源充電，當(dāng)充電電壓為8V的時(shí)候，芯片的功耗為（8-3.3-0.5）*500mA=2.1W，此時(shí)手機(jī)功耗超過(guò)PCM（最大耗散功率），則必須考慮增加額外的散熱措施。如果不增加，則大概可以算出來(lái)手機(jī)最高截止充電電壓為7V。當(dāng)然為了在8V的電壓下也能充電，也可以降低充電電流從而降低功耗。
