AN5853
Nota de aplicación
Directrices térmicas de PCB para el sensor de rango multizona de tiempo de vuelo 53×7 VL8L8CX con FoV de 90°
Introducción
Cuando se utiliza en modo continuo, el módulo VL53L7CX requiere una gestión térmica cuidadosa para garantizar un rendimiento óptimo del dispositivo y evitar el sobrecalentamiento.
Tabla 1. Principales parámetros térmicos
| Parámetro | Símbolo | Mínimo | Tipo | Máximo | Unidad |
| Consumo de energía | P | – | 216 (¹) | 430 (²) | mW |
| Resistencia térmica del módulo | emo | — | 40 | — | °C/O |
| Temperatura de unión (³) | Tj | – | – | 100 | °C |
| Rango de temperatura de funcionamiento | T | -30 | 25 | 70 | °C |
- AVDD = 2.8 V; IOVDD = consumo de corriente típico de 1.8 V.
- AVDD = 3.3 V; IOVDD = 3.3 V consumo máximo de corriente.
- Para evitar el apagado térmico, la temperatura de la unión debe mantenerse por debajo de 110 °C.
Figura 1. Módulo de sensor de alcance VL53L7CX
Conceptos básicos de diseño térmico
El símbolo θ se usa generalmente para indicar la resistencia térmica, que es una medida de la diferencia de temperatura por la cual un objeto o material resiste un flujo de calor. por ejemploampPor ejemplo, al transferir de un objeto caliente (como una unión de silicio) a uno frío (como la temperatura de la parte posterior del módulo o el aire ambiente). La fórmula para la resistencia térmica se muestra a continuación y se mide en °C/W:
Donde ΔT es el aumento de la temperatura de la unión y P es la disipación de potencia.
Entonces, por exampPor ejemplo, un dispositivo con una resistencia térmica de 100 °C/W presenta un diferencial de temperatura de 100 °C para una disipación de potencia de 1 W medida entre dos puntos de referencia.
Si un módulo está soldado a una PCB o flexión, entonces la resistencia térmica total del sistema es la suma de la resistencia térmica del módulo y la resistencia térmica de la PCB o flexión al ambiente/aire. La fórmula es la siguiente:
Dónde:
- TJ es la temperatura de unión
- TA es la temperatura ambiente
- θmod es la resistencia térmica del módulo
- θpcb es la resistencia térmica de la PCB o flex
Resistencia térmica de PCB o flex
La temperatura de unión máxima permitida del VL53L7CX es 100°C. Por lo tanto, para una disipación de potencia de 0.43 W funcionando a la temperatura ambiente máxima especificada de 70 °C (peor de los casos), la resistencia térmica máxima permitida de PCB o flexión se calcula de la siguiente manera:
- TJ – TA = P × (θmod + θpcb)
- 100 – 70 = 0.43 × (40 + θpcb)
- θpcb ≈ 30°C/W
Esto da una resistencia térmica del sistema combinado de 70°C/W (θmod + θpcb).
Nota:
Para garantizar que no se exceda la temperatura máxima de la unión y garantizar un rendimiento óptimo del módulo, se recomienda no exceder la resistencia térmica objetivo anterior. Para un sistema típico que disipa 216 mW, el aumento máximo de temperatura es < 20 °C, lo que se recomienda para un rendimiento óptimo del VL53L7CX.
Pautas térmicas y de diseño
Use las siguientes pautas cuando diseñe el módulo PCB o flex:
- Maximice la cubierta de cobre en la PCB para aumentar la conductividad térmica de la placa.
- Utilice la almohadilla térmica del módulo B4 que se muestra en la Figura 2. Distribución de pines y almohadilla térmica del VL53L7CX (consulte la hoja de datos DS53 de VL7L18365CX para obtener más detalles) agregando tantas vías térmicas como sea posible para maximizar la conductividad térmica en los planos de potencia adyacentes (consulte la Figura 3. Almohadilla térmica y vía recomendación de PCB).
- Utilice un seguimiento amplio para todas las señales, en particular las señales de energía y de tierra; rastrear y conectar a planos de energía adyacentes cuando sea posible.
- Agregue disipadores de calor al chasis o marcos para distribuir el calor lejos del dispositivo.
- No lo coloque junto a otros componentes calientes.
- Coloque el dispositivo en un estado de bajo consumo cuando no esté en uso.
Historial de revisiones
Tabla 2. Historial de revisión del documento
| Fecha | Versión | Cambios |
| 20 de septiembre de 22 | 1 | Lanzamiento inicial |
AVISO IMPORTANTE – LEER ATENTAMENTE
STMicroelectronics NV y sus subsidiarias (“ST”) se reservan el derecho de realizar cambios, correcciones, mejoras, modificaciones y mejoras a los productos ST y/o a este documento en cualquier momento sin previo aviso. Los compradores deben obtener la información relevante más reciente sobre los productos ST antes de realizar pedidos. Los productos ST se venden de conformidad con los términos y condiciones de venta de ST vigentes en el momento de la confirmación del pedido. Los compradores son los únicos responsables de la elección, selección y uso de los productos ST y ST no asume ninguna responsabilidad por la asistencia en la aplicación o el diseño de los productos de los compradores. ST no otorga ninguna licencia, expresa o implícita, sobre ningún derecho de propiedad intelectual en el presente documento.
La reventa de productos ST con disposiciones diferentes a la información aquí establecida anulará cualquier garantía otorgada por ST para dicho producto. ST y el logotipo de ST son marcas comerciales de ST. Para obtener información adicional sobre las marcas comerciales de ST, consulte www.st.com/marcas comerciales. Todos los demás nombres de productos o servicios son propiedad de sus respectivos dueños. La información contenida en este documento reemplaza y reemplaza la información proporcionada previamente en cualquier versión anterior de este documento.
© 2022 STMicroelectronics – Todos los derechos reservados
AN5853 - Rev 1
Documentos / Recursos
 |
Sensor de rango de tiempo de vuelo STMicroelectronics VL53L7CX [pdf] Manual de instrucciones VL53L7CX Sensor de rango de tiempo de vuelo, VL53L7CX, Sensor de rango de tiempo de vuelo, Sensor de rango de vuelo, Sensor de rango, Sensor |
