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散热器RF谐振优化方案

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:例如一个60mm的正方形散热器的第一个(最低)谐振频率大约发生在1.4GHz。从几何结构的角度出发,正方形或立方体的散热器倾向具有最高的谐振频率。但是这类对称形状的散热器在它们的较低谐振频率上倾向于有较高的Q值。在散热器的谐振频率落入所关心的频率范围的场合,一般来说,IC或功率晶体管的最佳位置应选择在散热器基的中心。边缘上的位置会引起较大的谐振增益和较高的发射。图2-7-6和图2-7-7表示的是散热器的散热片和器件位置示意图。

散热器RF谐振优化方案

在若干文献中已给出了包括散热器形状和器件位置确定的参考数据和指南,以及大量关于散热器谐振的有用信息资料。只有当散热器或它所形成的空腔(或多个空腔)的任何尺寸超过所关心最高频率的λ/10时,才会开始产生谐振效应。当一个谐振频率恰恰和一个信号频率或它的某个谐波频率相吻合时,来自散热器的发射能够增加30dB或更高。最低的谐振频率由它最长的三维对角线的半波谐振所给出。例如一个60mm的正方形散热器的第一个(最低)谐振频率大约发生在1.4GHz。在本篇第2章中已就PCB和机柜之间、两个PCB之间的空腔谐振展开过讨论,所得出的一些设计原则也同样适用于由散热器形成的空腔。

从几何结构的角度出发,正方形或立方体的散热器倾向具有最高的谐振频率。因此假如它们的最低谐振频率远高于所关心的最高频率那就再好不过了。但是这类对称形状的散热器在它们的较低谐振频率上倾向于有较高的Q值。因此假如这些频率落入到所关心的频率范围之内时(特别是当它们正好落在时钟谐波频率上时)将会引起一些问题。为了避免这个问题的发生,应把散热器设计成矩形,但形状不要太长和太窄,并避免简单的长宽高比(比如1∶2∶3)。图2-7-5中显示的就是上述的几种情况。

在散热器的谐振频率落入所关心的频率范围的场合,一般来说,IC或功率晶体管的最佳位置应选择在散热器基的中心。该位置通常是散热性能最佳的位置。边缘上的位置会引起较大的谐振增益和较高的发射。一直到两个散热器之间的通道所形成的空腔引起谐振以前,散热器的多个散热片之间的通道中心都是最好的位置(但通常这个谐振频率要远高于散热器本身的谐振频率)。垂直设计的散热片会降低沿着它们走向上的谐振增益(Q值)。因此,最好将散热片按照沿着散热器最长的尺度方向上设计。但垂直设计的散热片会增加大多数/全部谐振模式的谐振增益。

图2-7-6和图2-7-7表示的是散热器的散热片和器件位置示意图。

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图2-7-5 散热器形状的一个例子(顶视图)(www.xing528.com)

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图2-7-6 散热器的散热片和器件的位置(1)

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图2-7-7 散热器的散热片和器件的位置(2)

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