密封环境下汽车EPS-ECU散热优化

时间： 2016-08-22 来源：世强

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微波电路板材,92ML,92ML SC B 24X18 H3/059AL2 0.006+-0. 001,92MLSC A 24X18 H1/059AL2 0030+-0007/DI

汽车安全问题是目前关注度比较高的一个问题汽车转向系统作为汽车底盘四大系统之一，性能对于确保车辆的安全行驶和人身安全起到重要的作用。随着转向系统的不断改进，EPS系统成为大多数汽车厂商的青睐，EPS系统基本构成如图1。

图1： EPS系统基本构成

上图中ECU电子控制单元是整个系统的核心部件，它主要包括MCU、传感器接口电路、PWM、监测MCU的监测电路、驱动功率放大器和MOSFET组成的H桥电路等等。MOSFET是产生热能的主要器件，由于ECU控制单元采用密封设计，且ECU一般都安装在发动机室内，环境温度高，散热条件差，热量无法通过风扇等传统散热方式来散热。热量不能散去，容易导致控制器内部温度迅速上升，若器件结温过高，容易引起电子器件和功率器件损坏，进而引起EPS系统失灵，甚至造成安全事故。因此，散热是目前密封ECU控制系统的必须解决的问题。

ECU控制底板结构如图2。MOSFET所产生的热量通过传导方式经由PCB板传导到热传导率较好的铝合金底座上。铝合金底座通过传导和对流换热方式将MOSFET产生的热量交换到空气中。然而，目前大多数厂商还是使用FR4材料来设计ECU控制板，FR4导热系数直接影响ECU整个系统的散热能力。

图2：EPS-ECU底板

FR4材料，导热系数约为0.25～0.4W/M.K。正是由于其导热系数较低，大功率MOSFET的热量无法有效及时的传递到外部的铝合金底板。ROGERS的92ML板材可以助您解决这方面的问题，该板材采用环氧树脂填充陶瓷，导热系数（Z轴）为2.0 W/M-K，是普通的FR-4材料的6-8倍。表1为FR-4和92ML板材的特性比较图表。

表1：FR4和92ML板材的特性比较

为更加真实的展示92ML板材相对于FR4板材的良好导热特性，我们进行了相关的实验。
实验条件为：在92ML和FR4 PCB板上焊接专用的片式发热电阻，在电阻的两端增加固定的恒流源，使其发热，一个小时后，用红外测温仪测试并记录其温度。

图3：92ML VS FR4

由图3可见，在外部环境相同的条件下，92ML系列板材和FR4板材相比，其顶面（Top）的温度可以降低约30℃，其底面（Bottom）的温度可以降低约37℃。

综上可知，92ML系列板材可以有效的降低汽车EPS-ECU结温，从而使ECU适合在稳定性要求高、环境温度更加苛刻、密封的环境下使用。

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全部评论（3）

serena Lv7. 资深专家 2018-06-21

散热蛮重要的
TAO Lv7. 资深专家 2018-02-14

学习了
Paulwang Lv8. 研究员 2018-01-17

不错不错，很实用

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产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	介质厚度(mm)(mil)	导热系数W/(m·K)	铜箔类型	铜箔1厚度	铜箔2厚度	尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI	层压板	RT/duroid® 5880LZ	2	0.0027	0.254mm(10mil)	0.33	电解铜	H1	H1	24X18

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型号- 3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3000,3003 12X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0400+-002/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3010 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3010 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3035™,3003 24X18 H1/H1 0600+-003/DI,RO3003™,3003 12X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,RO3006PTFE 陶瓷,3003 12X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,RO3003陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5R/5R 0100+-0007/DI,3010 18X12 H1/H1 0250+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3006 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 2ED/2ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,RO3000® SERIES,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,RO3006™,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3035PTFE 陶瓷,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3010™,RO3010陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 12X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 12X18 2ED/2ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/H2 0050+-0005/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 24X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3006 24X18 H1/H1 0250+-001/DI,RO3010PTFE 陶瓷,RO3006陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 5R/5R R3 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3003PTFE 陶瓷,3003 24X18 5ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3035 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 5RD/5RD 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 1RD/1RD 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI

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Rogers（罗杰斯） RT/duroid 5880LZ 高性能板材数据手册

型号- RT/DUROID 5000,RT/DUROID® 5880LZ,RT/DUROID 5880LZ填充PTFE复合材料,5880LZ 12X18 5E/5E 0100+-001/DI

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Rogers 92ML系列板材和FR4板材相比，其顶面（Top）的温度可以降低约30℃，其底面（Bottom）的温度可以降低约37℃

2019-09-05 - 新应用代理服务技术支持采购服务

Rogers（罗杰斯） RT/duroid 5870与RT/duroid 5880 高性能板材数据手册

描述- 本文档介绍了RT/duroid 5870和5880两种玻璃微纤维增强PTFE复合材料的特性。这些材料适用于精确的带状线和微带电路应用，具有均匀的电介质常数、低损耗因子、优异的化学耐腐蚀性等特点。它们广泛应用于商业航空宽带天线、微带和带状线电路、毫米波应用等领域。

型号- 5880 18X12 HH/HH 0620+-002/DI,RT/DUROID 5880PTFE 玻璃纤维,RT/DUROID 5880NS PTFE 玻璃纤维,5880 18X24 H1/H1 0600+-002/DI,5880 18X12 5E/040AL 0200+-001/,5880 18X12 HH/HH 1250+-004/DI,RT/DUROID 5880NS填充PTFE复合材料,5880 18X48 5E/5E 0400+-0015/DI,5880 18X12 1E/1E 0100+-0007/DI,5870 18X24 2E/2E 0310+-001/DI,5880 18X12 HH/HH 0200+-001/DI,5880NS 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,5880 18X12 H1/H1 0310+-001/DI,5880 18X12 1E/187BR 0200+-001/DI,5880 18X24 HH/HH 0400+-0015/DI,5880NS 18X24 H1/H1 0100+-0007/DI,5880 18X24 H1/H1 1250+-004/DI,5880 18X12 5R/5R 0620+-002/DI,5880 18X24 H1/H1 0200+-001/DI,RT/DUROID® 5880,5880NS 18X24 HH/HH 0100+-0007/DI,5880 18X12 HH/HH 0310+-001/DI,5880 18X24 HH/063AL 0200+-001/DI,5880 18X24 HH/HH 0750+-003/DI,5880 18X24 HH/HH 0620+-002/DI,5880 18X24 1E/1E 0100+-0007/DI,5880 18X24 HH/HH 0200+-001/DI,5880 18X12 5R/5R 0310+-001/DI,5880 18X12 5E/040AL 0100+-0007/DI,5880 18X24 5E/063AL 0200+-001/DI,RT/DUROID 5000,RT/DUROID 5870 PTFE 玻璃纤维,5880 18X12 5E/040AL 0400+-0015,5880 18X12 5E/5E 0400+-0015/DI,5880 18X24 HH/HH 0310+-001/DI,RT/DUROID® 5870

2013年04月30日 - ROGERS - 数据手册 - Revised 03/2011, 0939-0311-0.5 代理服务技术支持采购服务

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型号- RT/DUROID 6006 PTFE 陶瓷,6010.2LM 10X10 HH/HH 0250+-001/DI,6010.2LM 20X20 HH/HH 0250+-001/DI,6006 10X20 2E/2E 0100+-001/DI,6010.2LM 20X20 1E/063AL 0250+-001/DI,6010.2LMNS 20X20 HH/HH 0050+-0005/DI,6010.2LM 20X20 H1/063AL 0100+-001/DI,RT/DUROID® 6010LM,6010.2LM 10X10 2E/150AL 0250+-001/DI,RT/DUROID® 6006,6010.2LM 10X10 H2/H2 0500+-002/DI,RT/DUROID 6000,RT/DUROID 6010.2LMNSPTFE 陶瓷,6010.2LM 10X10 5E/5E 0100+-001/DI,6010.2LM 10X20 H1/200AL 0250+-001/DI,6010.2LM 10X10 H1/H1 0100+-001/DI,RT/DUROID 6010.2LMPTFE 陶瓷,6010.2LM 10X10 HH/HH 0400+-0015/DI,6010.2LM 20X20 HH/200ALTT 0250+-001/DI

2011年03月01日 - ROGERS - 数据手册 - Revised 03/2011 0938-0111-.5CC 代理服务技术支持采购服务

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Rogers（罗杰斯） RT/duroid 6002 板材数据手册

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型号- RT/DUROID 6006NS,6002 18X24 H1/H1 0300+-001/DI,6002 18X24 H1/H1 0400+-0015/DI,6006NS 10X20 H1/H1 0050+-0005/DI,6002 18X12 H2/H2 0050+-0005/DI,6002NS 18X24 HH/HH 0050+-0005/DI,6002 18X24 HH/HH 0050+-0005/DI,6002 18X12 5E/5E 0500+-0015/DI,RT/DUROID 6002,RT/DUROID 6000,6002 18X12 H1/H1 1100+-004/DI,6002 18X12 1E/1E 0100+-0007/DI,6002 18X24 5E/100OHM-5E 0200+-001/DI,6002 18X24 HH/HH 0400+-0015/DI,6002NS 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,RT/DUROID 6002NSPTFE,6002 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,6002 18X12 1E/1E 1100+-003/DI,RT/DUROID®6002,6002 18X12 HH/HH 0200+-001/DI,6002 18X24 5E/50OHM-5E 0200+-0015/DI,6002 18X12 HH/HH 0500+-0015/DI,RT/DUROID 6002PTFE

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