קירור הספק כדי למטב את ביצועי המעגלים ואת העלויות
סימולציה תרמית היא חלק חשוב בפיתוח מוצרי חשמל ובמתן הנחיות לחומר המוצר. אופטימיזציה של גודל המודול היא מגמת הפיתוח של תכנון ציוד מסוף, אשר מביא את ההמרה של ניהול פיזור חום מכיור חום מתכת לשכבת נחושת PCB. מודולים מסוימים כיום משתמשים בתדרי מיתוג נמוכים יותר עבור ספקי כוח במצב מתג ורכיבים פסיביים גדולים. עבור המרת המתח וזרם ההפסקה המניע את המעגל הפנימי, היעילות של הרגולטור הליניארי נמוכה יחסית.
ככל שהפונקציות הופכות לנפוץ יותר, הביצועים נעשים גבוהים יותר ויותר, ועיצוב המכשיר הופך להיות קומפקטי יותר ויותר. בשלב זה, סימולציית פיזור חום ברמת ה-IC ורמת המערכת הופכת לחשובה מאוד.
טמפרטורת סביבת העבודה של יישומים מסוימים היא 70 עד 125 מעלות צלזיוס, והטמפרטורה של כמה יישומי רכב בגודל מת הוא אפילו גבוה ככל 140 מעלות צלזיוס. עבור יישומים אלה, הפעולה ללא הפרעה של המערכת חשובה מאוד. בעת מיטוב עיצובים אלקטרוניים, ניתוח תרמי מדויק תחת תרחישים ארעיים וסטטיים במקרה הגרוע ביותר עבור שני סוגי היישומים לעיל הופך להיות חשוב יותר ויותר.
פיזור החום ונתיבי ההתנגדות התרמית שונים בהתאם לשיטות יישום שונות: רפידות פיזור החום המחוברות ללוח כיור החום הפנימי או חורי פיזור החום בצומת הבלטות. השתמש בהלחמה כדי לחבר את הפנקס התרמי החשוף או חיבור בליטה לשכבה העליונה של ה- PCB. פתח ב- PCB מתחת למשטח התרמי החשוף או לחיבור הבליטה, שניתן לחבר לבסיס כיור החום המורחב המחובר למעטפת המתכת של המודול. השתמש בברגי מתכת כדי לחבר את כיור החום לכיור החום בשכבת הנחושת העליונה או התחתונה של PCB של מעטפת המתכת. השתמש בהלחמה כדי לחבר את הפנקס התרמי החשוף או חיבור בליטה לשכבה העליונה של ה- PCB. בנוסף, המשקל או העובי של ציפוי הנחושת המשמש בכל שכבה של PCB הוא קריטי מאוד. במונחים של ניתוח התנגדות תרמית, השכבות המחוברות לרפידות או בליטות חשופות מושפעות ישירות פרמטר זה. באופן כללי, אלה הם החלק העליון, כיור החום והשכבות התחתונות בלוח מעגלים מודפס רב שכבתי. ברוב היישומים, זה יכול להיות נחושת 2 אונקיות (נחושת 2 אונקיות = 2.8 מיל או 71 מיקרומטר) שכבה החיצונית, ו 1 אונקיה נחושת (1 אונקיה נחושת = 1.4 מיל או 35 מיקרומטר) שכבה פנימית, או כולם 1 אונקיה שכבה מצופה נחושת כבדה. ביישומי אלקטרוניקה לצרכן, יישומים מסוימים אפילו להשתמש 0.5 אונקיות של נחושת (0.5 אונקיות של נחושת = 0.7 מיל או 18 מיקרומטר) שכבה.
נתוני מודל
הדמיית טמפרטורת המוות דורשת דיאגרמת פריסת IC, הכוללת את כל ה- FETs החזקים על המוות ואת העמדות בפועל העומדות בעקרונות האריזה וההלחמה.
הגודל ויחס הגובה-רוחב של כל FET חשובים מאוד לחלוקת חום. גורם חשוב נוסף שיש לקחת בחשבון הוא האם FETs מופעלים בו זמנית או ברצף. הדיוק של המודל תלוי בנתונים הפיזיים ובמאפייני החומר המשמשים. ניתוח ההספק הסטטי או הממוצע של המודל דורש זמן חישוב קצר בלבד, וההתכנסות מתרחשת לאחר רישום הטמפרטורה המקסימלית.
ניתוח ארעי דורש נתוני השוואת זמן צריכת חשמל. השתמשנו בהליך אנליטי טוב יותר ממארז ספק הכוח המתגלף כדי לתעד את הנתונים כדי ללכוד במדויק את עליית טמפרטורת השיא במהלך פולסים מהירים של צריכת חשמל. סוג זה של ניתוח הוא בדרך כלל זמן רב ודורש יותר קלט נתונים מאשר סימולציית כוח סטטי.
דגם זה יכול לדמות את נקבוביות אפוקסי באזור החיבור למות, או את נקבוביות ציפוי של כיור החום PCB. בשני המקרים, נקבוביות אפוקסי/ציפוי ישפיעו על ההתנגדות התרמית של החבילה.
סימולציה תרמית היא חלק חשוב בפיתוח של מוצרי חשמל. בנוסף, זה יכול גם להנחות אותך להגדיר את הפרמטרים התנגדות תרמית, המכסה את כל הטווח מצומת FET שבב סיליקון ליישום של חומרים שונים במוצר. ברגע שנבין את נתיבי ההתנגדות התרמית השונים, נוכל לייעל מערכות רבות עבור כל היישומים.
נתונים אלה יכולים לשמש גם כדי לקבוע את המתאם בין גורם ההפוגה לבין העלייה בטמפרטורת ההפעלה של הסביבה. ניתן להשתמש בתוצאות אלה כדי לסייע לצוותי פיתוח מוצרים לפתח את העיצובים שלהם.
