एएन5853
आवेदन पत्र
53° FoV के साथ VL7L8CX टाइम-ऑफ-फ़्लाइट 8×90 मल्टीज़ोन रेंजिंग सेंसर के लिए PCB थर्मल दिशानिर्देश
परिचय
निरंतर मोड में उपयोग किए जाने पर, VL53L7CX मॉड्यूल को इष्टतम डिवाइस प्रदर्शन सुनिश्चित करने और अत्यधिक गर्मी से बचने के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है।
तालिका 1. मुख्य थर्मल पैरामीटर
| पैरामीटर | प्रतीक | मिन | प्रकार | अधिकतम | इकाई |
| बिजली की खपत | P | – | 216 (¹) | 430 (²) | mW |
| मॉड्यूल थर्मल प्रतिरोध | Emőd | — | 40 | — | °C/W |
| जंक्शन तापमान (³) | Tj | – | – | 100 | डिग्री सेल्सियस |
| तापमान रेंज आपरेट करना | T | -30 | 25 | 70 | डिग्री सेल्सियस |
- AVDD = 2.8 V; IOVDD = 1.8 V सामान्य धारा खपत.
- AVDD = 3.3 V; IOVDD = 3.3 V अधिकतम धारा खपत.
- थर्मल शटडाउन को रोकने के लिए जंक्शन तापमान को 110°C से नीचे रखा जाना चाहिए।
चित्र 1. VL53L7CX रेंजिंग सेंसर मॉड्यूल
थर्मल डिजाइन की मूल बातें
प्रतीक θ का उपयोग आम तौर पर थर्मल प्रतिरोध को दर्शाने के लिए किया जाता है जो तापमान अंतर का एक माप है जिसके द्वारा कोई वस्तु या सामग्री गर्मी प्रवाह का प्रतिरोध करती है। उदाहरण के लिएampले, जब किसी गर्म वस्तु (जैसे सिलिकॉन जंक्शन) से किसी ठंडी वस्तु (जैसे मॉड्यूल बैकसाइड तापमान या परिवेशी वायु) में स्थानांतरित किया जाता है। थर्मल प्रतिरोध का सूत्र नीचे दिखाया गया है और इसे °C/W में मापा जाता है:
जहाँ ΔT जंक्शन तापमान में वृद्धि है और P शक्ति अपव्यय है।
तो, उदाहरण के लिएampउदाहरण के लिए, 100 °C/W तापीय प्रतिरोध वाला एक उपकरण दो संदर्भ बिंदुओं के बीच मापे गए 100 W के शक्ति अपव्यय के लिए 1°C का तापमान अंतर प्रदर्शित करता है।
यदि किसी मॉड्यूल को PCB या फ्लेक्स से जोड़ा जाता है तो कुल सिस्टम थर्मल प्रतिरोध मॉड्यूल थर्मल प्रतिरोध और परिवेश/वायु के लिए PCB या फ्लेक्स के थर्मल प्रतिरोध का योग होता है। सूत्र इस प्रकार है:
कहाँ:
- TJ जंक्शन तापमान है
- TA परिवेश का तापमान है
- θmod थर्मल प्रतिरोध का मॉड्यूल है
- θpcb पीसीबी या फ्लेक्स का थर्मल प्रतिरोध है
पीसीबी या फ्लेक्स का थर्मल प्रतिरोध
VL53L7CX का अधिकतम अनुमत जंक्शन तापमान 100°C है। इसलिए, 0.43°C (सबसे खराब स्थिति) के अधिकतम निर्दिष्ट परिवेश तापमान पर संचालित 70 W के पावर अपव्यय के लिए, अधिकतम अनुमत PCB या फ्लेक्स थर्मल प्रतिरोध की गणना निम्नानुसार की जाती है:
- टीजे - टीए = पी × (θmod + θpcb)
- 100 – 70 = 0.43 × (40 + θपीसीबी)
- θपीसीबी ≈ 30°C/W
इससे संयुक्त प्रणाली तापीय प्रतिरोध 70°C/W (θmod + θpcb) प्राप्त होता है।
टिप्पणी:
यह सुनिश्चित करने के लिए कि अधिकतम जंक्शन तापमान पार न हो और इष्टतम मॉड्यूल प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, उपरोक्त लक्ष्य थर्मल प्रतिरोध से अधिक न होने की अनुशंसा की जाती है। 216 mW को नष्ट करने वाले एक सामान्य सिस्टम के लिए, अधिकतम तापमान वृद्धि < 20°C है जो VL53L7CX के इष्टतम प्रदर्शन के लिए अनुशंसित है।
लेआउट और थर्मल दिशानिर्देश
मॉड्यूल पीसीबी या फ्लेक्स डिजाइन करते समय निम्नलिखित दिशानिर्देशों का उपयोग करें:
- बोर्ड की तापीय चालकता बढ़ाने के लिए पीसीबी पर तांबे के आवरण का अधिकतम उपयोग करें।
- चित्र 4 में दिखाए गए मॉड्यूल थर्मल पैड B2 का उपयोग करें। VL53L7CX पिन आउट और थर्मल पैड (अधिक विवरण के लिए VL53L7CX डेटाशीट DS18365 देखें) आसन्न पावर प्लेन में थर्मल चालकता को अधिकतम करने के लिए यथासंभव अधिक थर्मल वियास जोड़ते हैं (चित्र 3 देखें। PCB अनुशंसा पर थर्मल पैड और विया)।
- सभी सिग्नलों, विशेषकर पावर और ग्राउंड सिग्नलों के लिए विस्तृत ट्रैकिंग का उपयोग करें; जहां संभव हो, ट्रैक करें और समीपवर्ती पावर प्लेनों से कनेक्ट करें।
- डिवाइस से गर्मी को दूर वितरित करने के लिए चेसिस या फ्रेम में हीट सिंकिंग जोड़ें।
- इसे अन्य गर्म घटकों के समीप न रखें।
- जब उपयोग में न हो तो डिवाइस को कम पावर वाली स्थिति में रखें।
संशोधन इतिहास
तालिका 2. दस्तावेज़ संशोधन इतिहास
| तारीख | संस्करण | परिवर्तन |
| 20-सितम्बर-22 | 1 | प्रारंभिक रिहाई |
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एसटीमाइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स VL53L7CX टाइम-ऑफ-फ़्लाइट रेंजिंग सेंसर [पीडीएफ] निर्देश पुस्तिका VL53L7CX टाइम-ऑफ-फ़्लाइट रेंजिंग सेंसर, VL53L7CX, टाइम-ऑफ-फ़्लाइट रेंजिंग सेंसर, फ़्लाइट रेंजिंग सेंसर, रेंजिंग सेंसर, सेंसर |
