AN5853
Notatka aplikacyjna
Wytyczne dotyczące temperatury płytki drukowanej dla wielostrefowego czujnika odległości Time‑of‑Flight 53×7 VL8L8CX z polem widzenia 90°
Wstęp
W przypadku pracy ciągłej modułu VL53L7CX konieczne jest staranne zarządzanie temperaturą w celu zapewnienia optymalnej pracy urządzenia i uniknięcia przegrzania.
Tabela 1. Główne parametry termiczne
| Parametr | Symbol | Min | Typ | Maksymalnie | Jednostka |
| Pobór mocy | P | – | 216 (¹) | 430 (²) | mW |
| Opór cieplny modułu | emoda | — | 40 | — | °C/W |
| Temperatura złącza (³) | Tj | – | – | 100 | °C |
| Zakres temperatury roboczej | T | -30 | 25 | 70 | °C |
- AVDD = 2.8 V; IOVDD = 1.8 V typowe zużycie prądu.
- AVDD = 3.3 V; IOVDD = 3.3 V maksymalne zużycie prądu.
- Aby zapobiec wyłączeniu termicznemu, temperaturę złącza należy utrzymywać poniżej 110°C.
Rysunek 1. Moduł czujnika odległości VL53L7CX
Podstawy projektowania cieplnego
Symbol θ jest powszechnie używany do oznaczenia oporu cieplnego, który jest miarą różnicy temperatur, przy której obiekt lub materiał stawia opór przepływowi ciepła. Na przykładample, podczas przenoszenia z gorącego obiektu (takiego jak złącze krzemowe) do chłodnego (takiego jak temperatura tylnej strony modułu lub powietrza otoczenia). Wzór na opór cieplny jest pokazany poniżej i jest mierzony w °C/W:
Gdzie ΔT jest wzrostem temperatury złącza, a P jest rozpraszaną mocą.
Tak więc na przykładampPrzykładowo urządzenie o oporze cieplnym 100 °C/W wykazuje różnicę temperatur wynoszącą 100 °C przy stratach mocy wynoszących 1 W, mierzonych między dwoma punktami odniesienia.
Jeśli moduł jest lutowany do PCB lub giętkiego przewodu, całkowity opór cieplny układu jest sumą oporu cieplnego modułu i oporu cieplnego PCB lub giętkiego przewodu do otoczenia/powietrza. Wzór jest następujący:
Gdzie:
- TJ to temperatura złącza
- TA to temperatura otoczenia
- θmod to moduł oporu cieplnego
- θpcb to opór cieplny płytki PCB lub elastyczności
Odporność termiczna PCB lub Flex
Maksymalna dopuszczalna temperatura złącza VL53L7CX wynosi 100°C. Tak więc dla mocy rozpraszanej 0.43 W przy pracy w maksymalnej określonej temperaturze otoczenia 70°C (najgorszy scenariusz), maksymalna dopuszczalna rezystancja termiczna PCB lub zginania jest obliczana w następujący sposób:
- TJ – TA = P × (θmod + θpcb)
- 100 – 70 = 0.43 × (40 + θpcb)
- θpcb ≈ 30°C/W
Daje to łączną rezystancję cieplną systemu na poziomie 70°C/W (θmod + θpcb).
Notatka:
Aby zapewnić, że maksymalna temperatura złącza nie zostanie przekroczona i aby zapewnić optymalną wydajność modułu, zaleca się nieprzekraczanie powyższego docelowego oporu cieplnego. W przypadku typowego systemu rozpraszającego 216 mW maksymalny wzrost temperatury wynosi < 20°C, co jest zalecane dla optymalnej wydajności VL53L7CX.
Układ i wytyczne termiczne
Podczas projektowania płytki PCB lub przewodu elastycznego modułu należy kierować się następującymi wytycznymi:
- Zmaksymalizuj pokrywę miedzianą na płytce drukowanej, aby zwiększyć przewodność cieplną płytki.
- Użyj płytki termicznej B4 pokazanej na rysunku 2. Układ wyprowadzeń i podkładka termiczna VL53L7CX (więcej szczegółów można znaleźć w karcie katalogowej VL53L7CX DS18365), dodając jak najwięcej otworów termicznych w celu zmaksymalizowania przewodności cieplnej do sąsiednich płaszczyzn zasilania (patrz rysunek 3. Podkładka termiczna i otwór w zaleceniach dotyczących płytki drukowanej).
- Stosuj szerokie śledzenie wszystkich sygnałów, szczególnie sygnałów zasilania i uziemienia; śledź i łącz się z sąsiednimi płaszczyznami zasilania, gdzie to możliwe.
- Dodaj radiator do obudowy lub ram, aby rozprowadzić ciepło z urządzenia.
- Nie umieszczać w pobliżu innych gorących elementów.
- Gdy urządzenie nie jest używane, należy je ustawić w trybie niskiego poboru mocy.
Historia rewizji
Tabela 2. Historia zmian dokumentu
| Data | Wersja | Zmiany |
| 20-wrz-22 | 1 | Pierwsze wydanie |
WAŻNA INFORMACJA – PRZECZYTAJ UWAŻNIE
STMicroelectronics NV i jej spółki zależne („ST”) zastrzegają sobie prawo do wprowadzania zmian, poprawek, ulepszeń, modyfikacji i udoskonaleń produktów ST i/lub niniejszego dokumentu w dowolnym momencie bez powiadomienia. Nabywcy powinni uzyskać najnowsze istotne informacje o produktach ST przed złożeniem zamówienia. Produkty ST są sprzedawane zgodnie z warunkami sprzedaży ST obowiązującymi w momencie potwierdzenia zamówienia. Nabywcy ponoszą wyłączną odpowiedzialność za wybór, selekcję i użytkowanie produktów ST, a ST nie ponosi odpowiedzialności za pomoc w zakresie aplikacji ani za projekt produktów nabywców. ST nie udziela żadnej licencji, wyraźnej ani dorozumianej, na żadne prawo własności intelektualnej.
Odsprzedaż produktów ST z warunkami innymi niż podane w niniejszym dokumencie powoduje utratę gwarancji udzielonej przez ST na taki produkt. ST i logo ST są znakami towarowymi firmy ST. Aby uzyskać dodatkowe informacje na temat znaków towarowych ST, patrz www.st.com/trademarks. Wszystkie inne nazwy produktów lub usług są własnością ich odpowiednich właścicieli. Informacje zawarte w tym dokumencie zastępują informacje dostarczone wcześniej w jakichkolwiek wcześniejszych wersjach tego dokumentu.
© 2022 STMicroelectronics – Wszelkie prawa zastrzeżone
AN5853 – Wersja 1
Dokumenty / Zasoby
 |
Czujnik odległości czasu przelotu STMicroelectronics VL53L7CX [plik PDF] Instrukcja obsługi VL53L7CX Czujnik pomiaru czasu przelotu, VL53L7CX, Czujnik pomiaru czasu przelotu, Czujnik pomiaru czasu przelotu, Czujnik pomiaru czasu, Czujnik |
