Оценка температуры соединений

Рассеивание мощности в IRS2092 (S) преобладают следующие пункты:

 

- P_MID: Рассеиваемая мощность входной плавающей логики и схемы защиты

 

- P_LSM: Рассеивание мощности переключателей уровня входного сигн.

 

- P_LOW: Рассеиваемая мощность с низкой стороны

- P_LSH: Рассеиваемая мощность с высокой стороны уровня сдвига

 

- P_HIGH: Рассеиваемая мощность с высокой стороны

Следующие уравнения предназначены только для справки. Из-за нелинейных характеристик драйвера затвора эти допущения могут быть неточными.

1. P _MID: Рассеяние мощности входной плавающей логики и схемы защиты

Рассеиваемая мощность входного плавающего участка определяется выражением:

 

^P MID ^{= P} ZENER ^{+ P} OTA

 

Где P_ZENER = Рассеиваемая мощность от внутренних стабилитронов VAA и VSS

 

www.irf.com

AN-1138

15

 

 

P_OTA = Рассеиваемая мощность внутренним OTA

 

Когда VAA и VSS регулируются с помощью внутренних стабилитронов, P_MID может быть упрощена:

_{P MID »}(_{V AA - V SS})_× ^{( V} + BUS ^{- V}AA ^{) +( V}SS ^{- V} - BUS ⁾

 

^R AA ^{+ R} SS

 

Where

V_+BUS = Положительное напряжение питания шины VAA

V_-BUS = Отрицательное напряжение на шине VSS

R_AA = Резистор, подающий VAA из V_+BUS

R_SS = Резистор, подающий V_SS из V-BUS

 

См. Рис. 21.

 

2. P _LSM: Рассеивание мощности переключателей уровня входного сигнала

 

P_LSM = 1.5 x 10^-9 x f_SW x V_{SS BIAS}

Где

f_SW = Частота переключения ШИМ

V_{SS BIAS} = Напряжение смещения VSS относительно COM

 

3. P _LOW: Рассеяние мощности с низкой стороны

Рассеяние мощности нижней стороны складывается из-за потерь в логической схеме и потерь управления LO.

 

^P LOW ^{= P} LDD ^{+ P} LO

æ	R O	ö
=(IQCC × VCC)+ ç Vcc × Qg × fSW ×		÷
ç		÷
è	R O + R g + R g (int)ø

Где

P_LDD = Рассеиваемая мощность внутренней логической схемы

 

P_LO = Рассеиваемая мощность от периода управления затвора для LO

 

R_O = Выходной импеданс LO, обычно 10 Ω для IRS2092 (S)

 

 

R_g(int) = внутреннее сопротивление затвора низкой стороны полевого МОП-транзистора, как правило, 2Ω

 

R_g = внешнее сопротивление затвора низкой стороны полевого МОП-транзистора

 

Qg = полный заряд затвора MOSFET с низкой стороны

 

4. P _LSH: Мощность рассеиваемая на высокой стороне на уровне сдвига

 

P_LSH = 0.4nC x fsw x V_BUS

Где

f_SW = Частота переключения ШИМ

V_BUS = Разница между положительным напряжением шины и отрицательным напряжением шины

 

5. P _HIGH: Рассеяние мощности с высокой стороны

Рассеивание мощности высокой стороны складывается от потерь логической схемы и потерь управления HO.

 

^P HIGH ^{= P} LDD ^{+ P} HO

 

æ	R O	ö
=(IQBS × VBS)+ ç VBS × Qg × fSW ×		÷
ç		÷
è	R O + R g + R g (int)ø

Где

P_LDD = Рассеиваемая мощность внутренней логической схемы

 

P_HO = Рассеиваемая мощность от периода управления затвора для HO

 

R_O = Эквивалентный выходной импеданс НО, обычно 10 Ом для IRS2092 (S)

 

R_g(int) = внутреннее сопротивление затвора МОП-транзистора, как правило, 2Ω

 

R_g = внешнее сопротивление затвора низкой стороны полевого МОП-транзистора

 

Qg = полный заряд затвора MOSFET с высокой стороны

 

 

www.irf.com

AN-1138

16

 

 

6. P D: Общая рассеиваемая мощность	заземления, потому что интеграция схем внутри
	ИС связана с различными потенциалами.
Общая рассеиваемая мощность, PD, определяется	Надлежащее применение IRS2092 (S)
P D = P MID + P LSM + P LOW + P HSM + P HIGH .	использует три опорных потенциала.

 

 

7. Tj: Температура соединения

 

При условии перехода к температурному термическому сопротивлению RthJA, температура перехода Tj может быть рассчитана по приведенной ниже формуле и не должна превышать 150 ° C.

 

T _J = Rth _JA × P _d + T _A <150° C

 

 

Рекомендации по компоновке платы

 

Секция плавающего входа IRS2092 (S) состоит из малошумящего усилителя ошибок OTA и компаратора ШИМ вместе с логической схемой CMOS. Высокочастотный байпасный конденсатор CVAA-VSS должен быть расположен ближе всего к IRS2092 (S) для питания логической схемы. CVAA и CVSS предназначены для стабильной работы OTA и должны располагаться близко к IC.

 

Конденсаторы питания драйвера CVCC и CVBS обеспечивают ток зарядки затвора и также должны быть расположены близко к IRS2092 (S).

 

 

IRS2092(S)

 

	1	VAA	CSH	16
CVAA	2	GND	VB	15
		IN-	HO	CVBS
	3			14
CVAA-VSS	4	COMP	VS	13
CVSS	5	CSD	VCC	12
	6	VSS	LO	11
				CVCC
	7	VREF	COM	10
	8	OCSET	DT	9

 

 

Рисунок 25 Чувствительность к размещению

 

Байпасных конденсаторов

 

Земляная плоскость

В дополнение к указанным выше ключевым компонентам важно правильно налить земляные плоскости, чтобы получить хорошие звуковые характеристики. IRS2092 (S) не принимает единую плоскость

 

Аналоговая земля

Входная аналоговая секция вокруг OTA относится к заземлению сигнала или GND, который должен быть тихим опорным узлом для входного аудиосигнала. Периферийные схемы в секции с плавающим входом, такие как контакты CSD и COM, относятся к этому заземлению. Эти узлы должны быть отделены от ступеней переключения системы. Чтобы предотвратить потенциальную емкостную связь с коммутационными узлами, используйте заземляющую плоскость только в этой части схемы. Не разделяйте плоскость заземления с помощью драйвера затвора или каскада питания.

 

Справочник драйвера затвора

Каскад управления затворами IRS2092 (S) расположен между выводами 10 и 15 и относится к отрицательному напряжению шины, COM. Это подложка ИС и действует как заземление. Хотя отрицательная шина является шумным узлом в системе, оба драйвера ворот ссылаются на этот узел. Поэтому важно экранировать каскады драйверов затвора отрицательным напряжением шины, чтобы все шумовые токи, вызванные паразитными емкостями, возвращались обратно к источнику питания без ухудшения уровня сигнала.

 

Силовая земля

Силовая земля - это заземление, которое закрывает петли пульсации тока конденсаторов шины и цепей индуктора. Разделите силовую землю и заземление входного сигнала друг от друга как можно дальше, чтобы избежать общих взаимных сопротивлений.

На рисунке 26 показано, как рисовать эталонные плоскости. Заземление GND на плате должно включать отрицательную шину. Эталонная плоскость мощности должна содержать Vcc. Кроме того, используйте явно разные символы для разных плоскостей.

 

Для получения дополнительной информации о расположении компоновки печатной платы с драйверами аудиоразъема IR Class D см. AN-1135,

 

 

 

www.irf.com

AN-1138

17

 

 

Рисунок 26 Применение плоскостей заземления

 

 

www.irf.com	AN-1138	18