AN5853
Nota applicativa
Linee guida termiche PCB per il sensore VL53L7CX Time‑of‑Flight 8×8 multizone range con campo visivo di 90°
Introduzione
Se utilizzato in modalità continua, il modulo VL53L7CX richiede un'attenta gestione termica per garantire prestazioni ottimali del dispositivo ed evitare il surriscaldamento.
Tabella 1. Principali parametri termici
| Parametro | Simbolo | Minimo | Tipo | Massimo | Unità |
| Consumo energetico | P | – | 216 (¹) | 430 (XNUMX) | mW |
| Resistenza termica del modulo | mod | — | 40 | — | °C/W |
| Temperatura di giunzione (³) | Tj | – | – | 100 | °C |
| Intervallo di temperatura di esercizio | T | -30 | 25 | 70 | °C |
- AVDD = 2.8 V; IOVDD = 1.8 V consumo di corrente tipico.
- AVDD = 3.3 V; IOVDD = 3.3 V massimo consumo di corrente.
- Per evitare lo spegnimento termico, la temperatura di giunzione deve essere mantenuta al di sotto di 110°C.
Figura 1. Modulo sensore di portata VL53L7CX
Nozioni di base sulla progettazione termica
Il simbolo θ è generalmente utilizzato per indicare la resistenza termica che è una misura di una differenza di temperatura con la quale un oggetto o materiale resiste a un flusso di calore. Per esample, durante il trasferimento da un oggetto caldo (come la giunzione in silicio) a uno freddo (come la temperatura sul retro del modulo o l'aria ambiente). La formula per la resistenza termica è mostrata di seguito ed è misurata in °C/W:
Dove ΔT è l'aumento della temperatura di giunzione e P è la dissipazione di potenza.
Quindi, per esample, un dispositivo con una resistenza termica di 100 °C/W presenta un differenziale di temperatura di 100 °C per una dissipazione di potenza di 1 W misurata tra due punti di riferimento.
Se un modulo è saldato a un PCB oa un flessibile, la resistenza termica totale del sistema è la somma della resistenza termica del modulo e della resistenza termica del PCB o del flessibile all'ambiente/aria. La formula è la seguente:
Dove:
- TJ è la temperatura di giunzione
- TA è la temperatura ambiente
- θmod è la resistenza termica del modulo
- θpcb è la resistenza termica del PCB o del flessibile
Resistenza termica di PCB o flex
La temperatura di giunzione massima consentita del VL53L7CX è di 100°C. Pertanto, per una dissipazione di potenza di 0.43 W operando alla temperatura ambiente massima specificata di 70°C (caso peggiore), la massima resistenza termica PCB o flessibile consentita viene calcolata come segue:
- TJ – TA = P × (θmod + θpcb)
- 100 – 70 = 0.43 × (40 + θpcb)
- temperatura del circuito ≈ 30°C/W
Ciò fornisce una resistenza termica del sistema combinato di 70°C/W (θmod + θpcb).
Nota:
Per garantire che la temperatura massima di giunzione non venga superata e per garantire prestazioni ottimali del modulo, si consiglia di non superare la resistenza termica target di cui sopra. Per un sistema tipico che dissipa 216 mW, l'aumento di temperatura massimo è < 20°C, valore consigliato per prestazioni ottimali del VL53L7CX.
Layout e linee guida termiche
Utilizzare le seguenti linee guida durante la progettazione del modulo PCB o flessibile:
- Massimizza la copertura in rame sul PCB per aumentare la conduttività termica della scheda.
- Utilizzare il pad termico del modulo B4 mostrato nella Figura 2. Piedinatura VL53L7CX e pad termico (vedere la scheda tecnica VL53L7CX DS18365 per maggiori dettagli) aggiungendo il maggior numero possibile di vie termiche per massimizzare la conducibilità termica nei piani di alimentazione adiacenti (fare riferimento alla Figura 3. Pad termico e via sulla raccomandazione PCB).
- Utilizzare un ampio tracciamento per tutti i segnali, in particolare i segnali di potenza e di terra; tracciare e connettersi a piani di potenza adiacenti ove possibile.
- Aggiungi il dissipatore di calore allo chassis o ai telai per distribuire il calore lontano dal dispositivo.
- Non posizionare vicino ad altri componenti caldi.
- Mettere il dispositivo in uno stato di basso consumo quando non è in uso.
Cronologia delle revisioni
Tabella 2. Cronologia delle revisioni del documento
| Data | Versione | Cambiamenti |
| 20-Set-22 | 1 | Versione iniziale |
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AN5853 – Rev. 1
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