MICROCHIP AN4306 無底座電源模組安裝說明
介紹
本應用筆記提供了將無基座電源模組正確安裝到散熱器和 PCB 上的建議。請遵循安裝說明來限制熱應力和機械應力。
Baseless 電源模組與散熱器之間的接口
本節介紹無底座電源模組與散熱器之間的介面。
相變材料 (PCM) 沉積
為了實現最低的外殼到散熱器熱阻，可以在無底座功率模組上應用蜂窩狀相變材料沉積。使用網版印刷技術確保在無底座電源模組上均勻沉積最小厚度為 150 μm 至 200 μm（5.9 mils 至 7.8 mils）的材料，如下圖所示。 Microchip 推薦使用 Loctite PSX-Pe。這種熱界面最大限度地減少了泵出。泵出是由兩個配合表面之間發生的熱循環引起的。
PCM 鋁箔
為了實現最低的外殼到散熱器熱阻，可以在無底座電源模組和散熱器之間使用兩面帶有 PCM 的鋁箔 (Kunze Crayotherm—KU-ALF5)，如下圖所示。
將無底座模組安裝至散熱器
將無底座電源模組正確安裝到散熱器對於確保良好的熱傳遞至關重要。散熱器與無底座電源模組接觸面必須平整、清潔（無污垢、無腐蝕、無損壞），以避免安裝無底座電源模組時產生機械應力，並避免熱阻增加。
筆記： 對於 50 mm 連續，建議平整度 <100 μm，建議粗糙度為 Rz 10。
- 對於BL1和BL2無底座電源模組：
- 將 M4 螺絲和彈簧墊圈 (DIN 137A) 插入安裝孔。螺絲頭和墊圈直徑通常必須為 8 毫米。擰緊螺絲直至達到最終扭力值。 （有關允許的最大扭矩，請參閱產品資料表）。
- 對於BL3無底座電源模組：
- 將 M3 螺絲和彈簧墊圈 (DIN 137A) 插入安裝孔中。螺絲頭和墊圈直徑通常必須為 6 毫米。
- 五個 M3 螺絲的扭力必須達到最終扭力的 1/3。順序：1 – 2 – 4 – 3 – 5。
- 五個 M3 螺絲的扭力必須達到最終扭力的 2/3。順序：1 – 5 – 3 – 4 – 2。
- 五個 M3 螺絲必須擰緊至最終扭力。順序：3 – 5 – 4 – 2 – 1。
有關允許的最大扭矩，請參閱產品資料表。對於所有底座電源模組，請使用扭矩可控的螺絲起子進行此操作。
無底座電源模組上的 PCB 組裝
以下是在無底座電源模組上組裝 PCB 的步驟。
- 將墊片放置在靠近無底座電源模組的散熱器上。墊片高度必須為 10±0.1 mm。
- 筆記： 無底座模組高 9.3 公釐。墊片必須靠近無底座電源模組，以避免任何振動，同時滿足絕緣需求，如下圖所示。 PCB 必須安裝到無底座電源模組並用螺絲固定在墊片上。建議安裝扭力為 0.6 Nm (5 lbf·in)。
- 將電源模組的所有電氣引腳焊接到 PCB 上。由於不允許用水清洗模組，因此不需要乾淨的助焊劑即可將 PCB 連接到模組上。
筆記： 請勿顛倒這兩個步驟，因為如果首先將所有引腳焊接到 PCB，則將 PCB 擰到墊片上會導致 PCB 變形，從而產生機械應力，從而損壞走線或損壞 PCB 上的組件。
為了高效生產，可以使用波峰焊接製程將端子焊接到 PCB 上。每個應用、散熱器和 PCB 可以不同；波峰焊必須根據具體情況進行評估。無論如何，每個引腳周圍都必須有一層均衡的焊料。
需要在 PCB 上打孔（見圖 4-1），才能卸下將無底座電源模組固定在散熱器上的安裝螺絲。這些檢修孔必須足夠大，以便螺絲頭和墊圈能夠自由通過，並允許 PCB 孔位置的正常公差。
PCB底部與無底座電源模組之間的間隙非常小。 Microchip 不建議在模組上方使用通孔組件。減少切換量tages，可以使用電源端VBUS和0/VBUS的貼片去耦電容。 （見圖 4-1）。確保處理放置在電源模組周圍的重型組件（如電解電容器或聚丙烯電容器、變壓器或電感器）時的安全。如果這些元件位於同一區域，請添加墊片，使板上這些元件的重量不再由無底座電源模組承擔，而是由墊片承擔。引腳輸出可以根據配置而改變。有關引腳分配位置，請參閱產品資料表。每種應用、PCM、PCB 和墊片放置都不同，並且必須根據具體情況進行評估。
BL1、BL2 和 BL3 組裝在同一 PCB 上
- 組裝描述由三個無底座電源模組組成：兩個用於整流橋的 BL1 無底座電源模組，一個用於三相橋配置的 BL2 和一個 BL3 無底座電源模組。
- 組裝 BL3 電源模組上的雙交流開關，以執行飛機發電（高達 50 kW）的接觸矩陣。
結論
本應用筆記提供了有關無底座模組安裝的建議。應用這些說明將有助於減少 PCB 和無底座電源模組上的機械應力，以確保系統的長期運作。還必須遵循散熱器的安裝說明，以實現從功率晶片到冷卻器的最低熱阻。所有這些操作對於保證最佳的系統可靠性至關重要。
修訂歷史
| 修訂 | 日期 | 描述 |
| A | 11/2021 | 本次修訂有以下變化：
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文件/資源
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MICROCHIP AN4306 無底座電源模組安裝說明 [pdf] 使用者指南 AN4306 無底座電源模組安裝說明, AN4306, 無底座電源模組安裝說明無底座電源模組 |
