קירור אספקת חשמל למיטוב ביצועי המעגל ועלות

הדמיה תרמית היא חלק חשוב בפיתוח מוצרי חשמל ומתן הנחיות לחומרי מוצר. אופטימיזציה של גודל המודול היא מגמת הפיתוח של עיצוב ציוד קצה, אשר מביאה להמרה של ניהול פיזור החום מגוף הקירור המתכתי לשכבת הנחושת PCB. מודולים מסוימים משתמשים כיום בתדרי מיתוג נמוכים יותר עבור ספקי כוח במצב מתג ורכיבים פסיביים גדולים. עבור המרת המתח והזרם השקט המניע את המעגל הפנימי, היעילות של הרגולטור הליניארי נמוכה יחסית.

ככל שהפונקציות נעשות שופעות יותר, הביצועים נעשים גבוהים יותר ויותר, ועיצוב המכשיר הופך יותר ויותר קומפקטי. בשלב זה, סימולציית פיזור חום ברמת ה-IC וברמת המערכת הופכת חשובה מאוד.

טמפרטורת סביבת העבודה של יישומים מסוימים היא 70 עד 125 מעלות צלזיוס, והטמפרטורה של חלק מיישומי רכב בגודל גס היא אפילו עד 140 מעלות צלזיוס. עבור יישומים אלה, הפעילות הרצויה של המערכת חשובה מאוד. בעת אופטימיזציה של תכנונים אלקטרוניים, ניתוח תרמי מדויק תחת תרחישים חולפים וסטטיים במקרה הגרוע עבור שני סוגי היישומים שלעיל הופך חשוב יותר ויותר.

נתיבי פיזור החום וההתנגדות התרמית שונים בהתאם לשיטות יישום שונות: רפידות פיזור החום המחוברות ללוח של גוף הקירור הפנימי או חורי פיזור החום בצומת הבליטות. השתמש בהלחמה כדי לחבר את הרפידה התרמית החשופה או את חיבור הבליטות לשכבה העליונה של ה-PCB. פתח על ה-PCB מתחת לרפידה התרמית החשופה או לחיבור הבליטות, שניתן לחבר לבסיס גוף הקירור המורחב המחובר למעטפת המתכת של המודול'. השתמש בברגי מתכת כדי לחבר את גוף הקירור לגוף הקירור בשכבת הנחושת העליונה או התחתונה של ה-PCB של מעטפת המתכת. השתמש בהלחמה כדי לחבר את הרפידה התרמית החשופה או את חיבור הבליטות לשכבה העליונה של ה-PCB. בנוסף, המשקל או העובי של ציפוי הנחושת המשמש על כל שכבה של ה-PCB הוא קריטי מאוד. מבחינת ניתוח התנגדות תרמית, השכבות המחוברות לרפידות או בליטות החשופות מושפעות ישירות מפרמטר זה. באופן כללי, אלו הן השכבות העליונות, גוף הקירור והתחתונה בלוח מעגלים מודפס רב-שכבתי. ברוב היישומים, זה יכול להיות שכבה חיצונית של שתי אונקיות נחושת (2 אונקיות נחושת=2.8 מיל או 71 מיקרומטר), ושכבה פנימית של 1 אונקיה נחושת (1 אונקיה נחושת=1.4 מיל או 35 מיקרומטר), או כולם. 1 אונקיה שכבת חיפוי נחושת כבדה. ביישומי אלקטרוניקה לצרכן, יישומים מסוימים אפילו משתמשים בשכבת 0.5 אונקיות של נחושת (0.5 אונקיות של נחושת=0.7 מיל או 18 מיקרומטר).

נתוני דגם

הדמיית טמפרטורת התבנית דורשת דיאגרמת פריסת IC, הכוללת את כל FETs הכוח על התבנית ואת המיקומים בפועל התואמים את עקרונות האריזה וההלחמה.

הגודל ויחס הגובה-רוחב של כל FET חשובים מאוד לפיזור החום. גורם חשוב נוסף שיש לקחת בחשבון הוא האם ה-FETs מופעלים בו-זמנית או ברצף. הדיוק של המודל תלוי בנתונים הפיזיקליים ובמאפייני החומר המשמשים.

ניתוח ההספק הסטטי או הממוצע של המודל דורש זמן חישוב קצר בלבד, והתכנסות מתרחשת ברגע שהטמפרטורה המקסימלית נרשמת.

ניתוח חולף דורש נתוני השוואת זמן הספק. השתמשנו בהליך אנליטי טוב יותר מאשר במקרה של מיתוג אספקת החשמל כדי לתעד את הנתונים כדי ללכוד במדויק את עליית הטמפרטורה בשיא במהלך פעימות הספק מהיר. סוג זה של ניתוח הוא בדרך כלל זמן רב ודורש יותר קלט נתונים מאשר הדמיית הספק סטטי.

דגם זה יכול לדמות את נקבוביות האפוקסי באזור חיבור התבנית, או את נקבוביות הציפוי של גוף הקירור PCB. בשני המקרים, נקבוביות אפוקסי/ציפוי ישפיעו על ההתנגדות התרמית של האריזה.

הדמיה תרמית היא חלק חשוב בפיתוח מוצרי חשמל. בנוסף, זה גם יכול להדריך אותך להגדיר את פרמטרי ההתנגדות התרמית, המכסה את כל הטווח מצומת FET שבב הסיליקון ועד להטמעת חומרים שונים במוצר. ברגע שנבין את נתיבי ההתנגדות התרמית השונים, נוכל לייעל מערכות רבות עבור כל היישומים.

ניתן להשתמש בנתונים אלה גם כדי לקבוע את המתאם בין גורם הירידה לעלייה בטמפרטורת ההפעלה הסביבתית. תוצאות אלו יכולות לשמש כדי לעזור לצוותי פיתוח מוצרים לפתח את העיצובים שלהם.