Силове охолодження для оптимізації продуктивності ланцюга і витрат
Теплове моделювання є важливою частиною розробки енергетичних продуктів і надання рекомендацій щодо матеріалів продукту. Оптимізація розмірів модуля є тенденцією розробки дизайну термінального обладнання, що призводить до перетворення управління розсіюванням тепла з металевого радіатора в мідний шар друкованої плати. Деякі модулі сьогодні використовують більш низькі частоти перемикання для комутаційних джерел живлення та великих пасивних компонентів. Для перетворення напруги і задушливого струму, що рухає внутрішню схему, ефективність лінійного регулятора відносно низька.
У міру того, як функції стають все більш поширеними, продуктивність стає все вище і вище, а конструкція пристрою стає все більш компактною. В цей час дуже важливим стає моделювання розсіювання тепла на рівні IC і системи.
Температура робочого середовища деяких застосувань становить від 70 до 125 °C, а температура деяких автомобільних застосувань розміром з 140 °C. Для цих додатків дуже важлива безперебійна робота системи. При оптимізації електронних конструкцій точний тепловий аналіз при перехідних і статичних найгірших сценаріях для вищезазначених двох типів додатків стає все більш важливим.
Шляхи розсіювання тепла і термостійкості відрізняються за різними методами реалізації: подушечки розсіювання тепла, підключені до внутрішньої панелі радіатора, або отвори розсіювання тепла на стику виступів. Використовуйте припій для підключення відкритого термопакету або з'єднання ударів до верхнього шару друкованої плати. Отвір на друкованій плати нижче відкритого теплового майданчика або з'єднання ударів, які можуть бути підключені до розширеної основи радіатора, підключеної до металевого корпусу модуля. Використовуйте металеві гвинти для підключення радіатора до радіатора на верхньому або нижньому мідному шарі друкованої плати металевої оболонки. Використовуйте припій для підключення відкритого термопакету або з'єднання ударів до верхнього шару друкованої плати. Крім того, вага або товщина мідного покриття, що використовується на кожному шарі друкованої плати, дуже критична. З точки зору аналізу термостійкості, шари, з'єднані з відкритими прокладками або горбками, безпосередньо впливають на цей параметр. Взагалі кажучи, це верхній, радіатор і нижній шари в багатошаровій друкованій платі. У більшості застосувань це може бути двовунний мідний (2 унції міді = 2,8 мілі або 71 мкм) зовнішній шар, і 1-унція міді (1 унція міді = 1,4 мілі або 35 мкм) внутрішній шар, або все це 1 унція важкого мідного облицювання шар. У додатках побутової електроніки деякі програми навіть використовують 0,5 унції міді (0,5 унції міді = 0,7 мілі або 18 мкм) шару.
Дані моделі
Для моделювання температури штампа потрібна схема макета IC, яка включає в себе всі потужності ФЕТ на штампі і фактичні положення, які відповідають принципам упаковки і пайки.
Розмір і співвідношення сторін кожного FET дуже важливі для розподілу тепла. Іншим важливим фактором, який слід враховувати, є те, чи працюють ФЕТ одночасно або послідовно. Точність моделі залежить від фізичних даних і використовуваних властивостей матеріалу. Статичний або середній аналіз потужності моделі вимагає лише короткого часу розрахунку, а конвергенція відбувається після запису максимальної температури.
Тимчасовий аналіз вимагає даних порівняння часу потужності. Ми використовували кращу аналітичну процедуру, ніж випадок комутаційного джерела живлення для запису даних, щоб точно зафіксувати пікове підвищення температури під час швидких імпульсів потужності. Цей тип аналізу, як правило, займає багато часу і вимагає більшого введення даних, ніж моделювання статичної потужності.
Ця модель може імітувати епоксидні пори в області з'єднання die або обшивку пір радіатора друкованої плати. В обох випадках епоксидні/обшивальні пори вплинуть на термостійкість упаковки.
Теплове моделювання є важливою частиною розробки енергетичних продуктів. Крім того, він також може направити вас до встановлення параметрів термостійкості, охоплюючи весь діапазон від кремнієвого чіпа FET junction до реалізації різних матеріалів у виробі. Як тільки ми зрозуміємо різні шляхи теплового опору, ми можемо оптимізувати багато систем для всіх застосувань.
Ці дані також можуть бути використані для визначення кореляції між фактором дергації і підвищенням робочої температури навколишнього середовища. Ці результати можуть бути використані, щоб допомогти командам розробників продуктів розробити свої проекти.
