AN5853
หมายเหตุการสมัคร

แนวทางการระบายความร้อน PCB สำหรับเซ็นเซอร์วัดระยะหลายโซน VL53L7CX Time-of-Flight 8×8 พร้อม FoV 90°

การแนะนำ

เมื่อใช้ในโหมดต่อเนื่อง โมดูล VL53L7CX จำเป็นต้องมีการจัดการระบายความร้อนอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์มีประสิทธิภาพสูงสุดและเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป

ตารางที่ 1. พารามิเตอร์ความร้อนหลัก

พารามิเตอร์	เครื่องหมาย	นาที	ประเภท	แม็กซ์	หน่วย
การใช้พลังงาน	P	-	216 (¹)	430 (²)	mW
ความต้านทานความร้อนของโมดูล	อีโมด	-	40	-	°ซ/วัตต์
อุณหภูมิทางแยก (³)	Tj	-	-	100	องศาเซลเซียส
ช่วงอุณหภูมิการทำงาน	T	-30	25	70	องศาเซลเซียส

1. AVDD = 2.8 โวลต์; IOVDD = การสิ้นเปลืองกระแสไฟโดยทั่วไป 1.8 V
2. AVDD = 3.3 โวลต์; IOVDD = การสิ้นเปลืองกระแสไฟสูงสุด 3.3 V
3. เพื่อป้องกันการปิดระบบระบายความร้อน อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อจะต้องต่ำกว่า 110°C

รูปที่ 1. โมดูลเซ็นเซอร์กำหนดระยะ VL53L7CX

พื้นฐานการออกแบบการระบายความร้อน

โดยทั่วไปสัญลักษณ์ θ ใช้เพื่อแสดงถึงความต้านทานความร้อน ซึ่งเป็นการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิที่วัตถุหรือวัสดุต้านทานการไหลของความร้อน สำหรับเช่นampเมื่อถ่ายโอนจากวัตถุร้อน (เช่น หัวต่อซิลิคอน) ไปยังวัตถุเย็น (เช่น อุณหภูมิด้านหลังโมดูลหรืออากาศโดยรอบ) สูตรความต้านทานความร้อนแสดงไว้ด้านล่างและมีหน่วยวัดเป็น °C/W:

โดยที่ ΔT คือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทางแยก และ P คือการกระจายพลังงาน
ตัวอย่างเช่นampอุปกรณ์ที่มีความต้านทานความร้อน 100 °C/W แสดงค่าความแตกต่างของอุณหภูมิ 100°C สำหรับการกระจายพลังงาน 1 W เมื่อวัดระหว่างจุดอ้างอิงสองจุด
หากโมดูลถูกบัดกรีเข้ากับ PCB หรืองอ ความต้านทานความร้อนของระบบทั้งหมดคือผลรวมของความต้านทานความร้อนของโมดูลและความต้านทานความร้อนของ PCB หรือการโค้งงอกับสิ่งแวดล้อม/อากาศ สูตรมีดังนี้:

ที่ไหน:

• TJ คืออุณหภูมิทางแยก
• TA คืออุณหภูมิโดยรอบ
• θmod คือความต้านทานความร้อนของโมดูล
• θpcb คือความต้านทานความร้อนของ PCB หรือดิ้น

ความต้านทานความร้อนของ PCB หรือดิ้น

อุณหภูมิจุดรวมสูงสุดที่อนุญาตของ VL53L7CX คือ 100°C ดังนั้น สำหรับการกระจายพลังงาน 0.43 W ที่ทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงสุดที่ระบุที่ 70°C (สถานการณ์กรณีที่แย่ที่สุด) ความต้านทานความร้อนของ PCB หรือความต้านทานความร้อนแบบยืดหยุ่นสูงสุดที่อนุญาตจะถูกคำนวณดังนี้:

• TJ – TA = P × (θmod + θpcb)
• 100 – 70 = 0.43 × (40 + θpcb)
• 
• θpcb หยาบคาย 30°C/วัตต์

ซึ่งให้ความต้านทานความร้อนของระบบรวมกันที่ 70°C/W (θmod + θpcb)

บันทึก:
เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อสูงสุดจะไม่เกิน และเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของโมดูลที่เหมาะสมที่สุด ขอแนะนำว่าอย่าให้ต้านทานความร้อนเกินเป้าหมายข้างต้น สำหรับระบบทั่วไปที่กระจายพลังงาน 216 mW อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดคือ < 20°C ซึ่งแนะนำสำหรับประสิทธิภาพสูงสุดของ VL53L7CX

แนวทางเค้าโครงและระบายความร้อน

ใช้แนวทางต่อไปนี้เมื่อออกแบบโมดูล PCB หรือดิ้น:

• เพิ่มฝาครอบทองแดงบน PCB ให้ใหญ่ที่สุดเพื่อเพิ่มการนำความร้อนของบอร์ด
• ใช้แผ่นระบายความร้อนของโมดูล B4 ดังแสดงในรูปที่ 2 พินเอาท์ VL53L7CX และแผ่นระบายความร้อน (ดูเอกสารข้อมูล VL53L7CX DS18365 สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม) เพิ่มจุดผ่านความร้อนให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเพิ่มการนำความร้อนสูงสุดในระนาบพลังงานที่อยู่ติดกัน (ดูรูปที่ 3 แผ่นระบายความร้อน และผ่านทางคำแนะนำ PCB)
• ใช้การติดตามแบบกว้างสำหรับสัญญาณทั้งหมด โดยเฉพาะสัญญาณกำลังและภาคพื้นดิน ติดตามและเชื่อมต่อกับเครื่องบินพลังงานที่อยู่ติดกันหากเป็นไปได้
• เพิ่มการระบายความร้อนให้กับตัวเครื่องหรือเฟรมเพื่อกระจายความร้อนออกจากอุปกรณ์
• อย่าวางใกล้กับส่วนประกอบที่ร้อนอื่นๆ
• วางอุปกรณ์ไว้ในสถานะพลังงานต่ำเมื่อไม่ได้ใช้งาน

ประวัติการแก้ไข

ตารางที่ 2 ประวัติการแก้ไขเอกสาร

วันที่	เวอร์ชัน	การเปลี่ยนแปลง
20 ก.ย. 22	1	การเปิดตัวครั้งแรก

หมายเหตุสำคัญ - โปรดอ่านอย่างละเอียด
STMicroelectronics NV และบริษัทในเครือ (“ST”) ขอสงวนสิทธิ์ในการเปลี่ยนแปลง แก้ไข ปรับปรุง ดัดแปลง และปรับปรุงผลิตภัณฑ์ ST และ/หรือเอกสารนี้ได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องแจ้งให้ทราบ ผู้ซื้อควรได้รับข้อมูลที่เกี่ยวข้องล่าสุดเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ ST ก่อนทำการสั่งซื้อ จำหน่ายผลิตภัณฑ์ ST ตามข้อกำหนดและเงื่อนไขการขายของ ST ณ เวลาที่รับทราบคำสั่งซื้อ ผู้ซื้อมีหน้าที่รับผิดชอบแต่เพียงผู้เดียวในการเลือก การเลือก และการใช้ผลิตภัณฑ์ ST และ ST จะไม่รับผิดชอบต่อความช่วยเหลือในการสมัครหรือการออกแบบผลิตภัณฑ์ของผู้ซื้อ ST ไม่มีการอนุญาตทั้งโดยชัดแจ้งหรือโดยนัยต่อสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาใดๆ
การขายต่อผลิตภัณฑ์ ST ด้วยข้อกำหนดที่แตกต่างจากข้อมูลที่กำหนดไว้ในที่นี้จะทำให้การรับประกันใด ๆ ที่ได้รับจาก ST สำหรับผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเป็นโมฆะ ST และโลโก้ ST เป็นเครื่องหมายการค้าของ ST สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องหมายการค้า ST โปรดดูที่ www.st.com/trademarks. ชื่อผลิตภัณฑ์หรือบริการอื่นๆ ทั้งหมดเป็นทรัพย์สินของเจ้าของที่เกี่ยวข้อง ข้อมูลในเอกสารนี้ใช้แทนและแทนที่ข้อมูลที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้ในเวอร์ชันก่อนหน้าของเอกสารนี้

© 2022 STMicroelectronics – สงวนลิขสิทธิ์
AN5853 – รอบ 1

เอกสาร / แหล่งข้อมูล

STMicroelectronics VL53L7CX เซ็นเซอร์จับเวลาการบิน [พีดีเอฟ] คู่มือการใช้งาน VL53L7CX เซ็นเซอร์จับเวลาการบิน, VL53L7CX, เซ็นเซอร์จับเวลาเวลาบิน, เซ็นเซอร์วัดระยะการบิน, เซ็นเซอร์วัดระยะ, เซ็นเซอร์

อ้างอิง

• คู่มือการใช้งาน