我们需要驱动大约 40 安培的电机。MOSFET 在 90 摄氏度时的 Rdson 约为 7 毫欧。那是在可怜的 MOSFET 上产生的高达 11.2 瓦的热量。
我们的空间非常有限，所以最初我们认为我们会使用表面贴装 MOSFET，例如 D2PAK。表面贴装MOSFET是否有可能处理如此多的热量？我们考虑将 mosfet 安装在一个大的铜焊盘上（这在某种程度上削弱了我们首先选择 D2PAK 的原因，因为我们不能再使用那个电路板空间了），并在那个铜焊盘上放置了许多热通孔。到电路板背面，在背面，再次在一个大铜平面上，安装一个散热器。我们可以用这种方式散热吗？板上的过孔会是有效的散热路径吗？
另一种选择是使用 TO220。但我们无法找到在我们有限的空间内冷却 TO220 的好方法。市场上有用于 TO220 的单独散热器，但在没有强制气流的情况下，它们中的大多数能够以 11.2W 将设备冷却至高于环境温度约 80 度。这有点过分了。
我想听听您在冷却 MOSFET 封装方面的经验，任何想法都将不胜感激。
直接回答你的第一个问题：不，甚至没有接近。表面贴装部件周围多一点铜不会消除 11W 的热量。没门。
一个答案可能是并联多个 FET。这不仅减少了部件数量的总耗散，而且每个 FET 上的耗散也减少了部件数量的平方。因此，如果一个 FET 耗散 10W，那么两个并联 FET 总共会耗散 5W，而每个 FET 只会耗散 2.5W。
这是理论上的。实际上，它们不会完全平等地分担负载，因此您必须设计得比每个 FET 差一点。并联 FET 的好处是它们具有正温度系数。Rdson 随温度升高。这有助于它们在一定程度上保持平衡并防止单个部件失控，就像双极晶体管的情况一样。
最终你必须决定你真正想要什么。切换 40A 会产生一些热量。您将不得不以一种或另一种方式来处理它。你可以告诉我们你想要的空间受限，但最终物理会决定一定数量的空间、表面积、强制冷却或其他。可能无法满足所有约束条件。并非所有小尺寸、大电流和低成本的组合都是可能的。
只是给你一个想法：第一张图片中间的绿板是我大约 2 年前制作的 BLDC 驱动器。D2PAK FET 是 PSMN4R3-30BL，虽然以每个绕组约 50A pp 的电流驱动虚拟负载（第二张图片），但它们不会变得很热，可能是 45-50C。但是这是 6 个 FET，而不是一个，而且 Rdson 较低，而且我使用电线作为散热器 - 看看你是否可以使用底盘或电机本身，如果它在运行时不是很热的话。
如果您想查看波形，请观看此视频 -> https://www.youtube.com/watch?v=n16nrkDgMSA
使用通孔提高热阻抗是 PCB 安装 MOSFET 和多层 PCB 的有效方法。然而，如果没有像 Flotherm 这样的复杂建模工具，如果不实际构建和测试电路，就很难预测您将达到的温度。
设备上的 11W 听起来很高，但话又说回来，如果你没有超过伏特和安培，并且可以将结温保持在限制范围内，那就没问题了。
您可能需要考虑并联 MOSFET 来分担负载。这具有正温度系数，因此负载将在它们之间平衡。
International Rectifier 生产一系列DirectFET（PDF 链接）功率 MOSFET，其封装仅略大于硅片：
该封装允许像 DxPAK 一样的 SMT 集成，也可以像 TO-220 那样以最小尺寸实现热路径分离。R DS(on)性能通过消除引线电阻而最大化，因此在相同硅片的情况下，首先需要排除的热量会更少。
有几个冷却选项，具体取决于您的集成程度。一些权衡将在额外的机械设计工作、组装步骤、零件数量和成本、设备尺寸和热性能之间进行。
