VRM MOSFET温度及其调节方法

关键的外卖

• 定义和理解VRM与MOSFET。

• 了解如何计算MOSFET温度。

• 探索调节VRM MOSFET温度的方法。

热浪是相当难以忍受的。在90或100华氏度的环境温度下，感觉自己在太阳下被烤熟并不罕见。在一次特别的热浪中，我绝望了，我试图通过创造相反的极端来抵消烤箱般的环境。我往浴缸里倒了几袋冰，尽可能长时间地泡在里面。这并不适合胆小的人，但冰冷的浴缸可以驱散烈日的热量，并提供一些急需的缓解。

调节VRM MOSFET温度是至关重要的，虽然它可能是诱人的扔在冰浴作为快速冷却的解决方案，我们知道这是不可能的。

当使用VRM MOSFET温度时，您需要一种更聪明的方法，这就是本文的全部内容。但首先，什么是VRM MOSFET?

VRM vs. MOSFET

VRM MOSFET是主板上降压调节器的一部分。

让我们从术语VRM开始[链接到OrCAD |在PCB电源设计中实现VRM冷却]。它代表电压调节器模块，用于调节主板上CPU和GPU的电压。从设计师的角度来看，VRM是开关降压DC-DC稳压器，它将电源单元的电压转换为处理器所需的低电平电压。VRM通常由开关IC、电感、电容和MOSFET组成。

场效应晶体管代表金属氧化物半导体场效应晶体管。如上所述，它是整个VRM的电气元件之一，其功能是根据PWM输入信号打开和关闭开关。在主板上可以很容易地找到VRM。它通过CPU附近的一系列散热器突出显示。在散热器下面，你会发现mosfet。

计算VRM MOSFET温度

功率晶体管会变得非常热，这就是VRM MOSFET的情况。

当MOSFET接通时，电流流过元件。在理想的情况下，所有供电都将被转移到负载上，在本例中是CPU和相关组件。在现实生活中，一些功率在MOSFET上以热量的形式消散，这可以显着提高其温度。

MOSFET温度的电位升高是由其热阻决定的。热阻以℃/W表示。它表示与MOSFET上耗散的功率相比温度的增加。在数据表中，您经常会发现参数R_thJC和R_thJA。

R_thJC表示R时结温与外壳之差_thJA测量结和环境之间的差异。要了解VRM MOSFET可以有多热，请使用R_thJA价值。

计算MOSFET的功耗

首先计算开关MOSFET耗散的功率。你可以这样做，总计电阻和开关损耗如下:

PD_MOSFET总= PD_电阻+ PD_切换

查找电阻损耗

电阻损耗presistive可由下式计算:

PD_电阻= (_ILOAD²× r_DS[au:] [au:_出/ V_在）

发现开关损耗

得到开关损耗比较复杂，但可以用下面的公式来完成:

PD_切换= (C_RSS×V_在²× f_西南×我_负载) /我_门

C_RSS是MOSFET的反向传输电容，可以在数据表中找到。

一旦你得到了总功耗，你就会知道MOSFET的温度如下:

T_J= PD_{场效应晶体管总计}x R_thJA+ T_一个

对于CPU来说，获得100°C或更高的值并不罕见。这就是为高端cpu和gpu供电时MOSFET的温度。在下一节中，我们将探讨如何控制VRM MOSFET的温度。

如何调节VRM MOSFET温度

散热片有助于分散VRM MOSFET的热量

当驱动耗电芯片时，VRM MOSFET不可避免地会释放出大量的热量。既然不能选择冰浴，你就需要采取现实的方法来调节温度，这样它的效率和寿命才不会受到影响。

主板本身是一个赠品的工作，以保持热量控制。散热片显然，它们在分散来自MOSFET的热量方面很方便，因为它们的目的是将热量从高温器件转移出去。通风良好的外壳有助于将热空气排到外部，这意味着你需要安装冷却风扇。在某些情况下，使用液体冷却剂来控制MOSFET的温度。然后热量通过循环冷却剂传递到散热器。

对于PCB设计人员，您可以通过无源技术(如分配大量的MOSFET)来控制VRM MOSFET的温度热通过帮助散热。此外，确保温度敏感的元件不放置在MOSFET附近。

拥有先进的PCB软件，您可以与机械设计师无缝合作，确保适当的散热发生。快板PCB编辑器适应型/ MCAD集成帮助同步设计。

如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案的信息，跟我们和我们的专家团队谈谈。