Hlađenje napajanja radi optimiziranja performansi i troškova kruga
Toplotna simulacija je važan dio razvijanja proizvoda snage i pružanja smjernica za materijal proizvoda. Optimiziranje veličine modula je razvojni trend dizajna terminalne opreme, što dovodi do konverzije upravljanja disipacija topline iz metalnog umivaonika topline u PCB sloj bakra. Neki moduli danas koriste niže frekvencije prekidača za napajanje prekidača i velike pasivne komponente. Za konverziju napona i tihu struju koja vozi unutrašnje kolo, efikasnost linearnog regulatora je relativno niska.
Kako funkcije postaju sve obilnije, performanse postaju sve veće i veće, a dizajn uređaja postaje sve kompaktniji. U ovom trenutku simulacija disipacije toplote na nivou IC i sistemskog nivoa postaje veoma važna.
Temperatura rada okoline nekih aplikacija je od 70 do 125°C, a temperatura nekih die-size automobilske primjene je čak i do 140°C. Za ove aplikacije, neprekinut rad sistema je veoma važan. Pri optimiziranju elektronskih dizajna sve je važnija precizna termalna analiza pod prolaznim i statički najgorim scenarijima za gorenapredna dva tipa aplikacija.
Disipacija topline i putanje toplinskog otpora su različiti prema različitim metodama implementacije: Jastučići za disipaciju topline spojeni na unutrašnju ploču sudopera topline ili rupe za disipaciju topline na raskrsnici izbočaja. Koristite lem za povezivanje izložene termalne jastučiće ili nesmetane veze sa gornjim slojem PCB-a. Otvor na PCB-u ispod izložene termalne jastučiće ili nesmetane veze, koja se može povezati sa proširenom bazom sudopera topline spojenom na metalno kućište modula. Koristite metalne vijke za povezivanje sudopera topline sa sudoperom topline na gornjem ili donjem bakarnom sloju PCB metalne ljuske. Koristite lem za povezivanje izložene termalne jastučiće ili nesmetane veze sa gornjim slojem PCB-a. Osim toga, težina ili debljina bakrenog oplata koji se koristi na svakom sloju PCB-a je vrlo kritična. U smislu analize toplinskog otpora, na slojeve povezane s izloženim jastučićima ili neravni su direktno pogođeni ovim parametrom. Generalno govoreći, ovo su gornji, toplotni sudoper, i donji sloj u višeslojnom štampanom krugu. U većini primjena može biti dvounce bakra (2 unce bakra = 2,8 mils ili 71 μm) unutrašnjeg sloja, i 1-unce bakra (1 unce bakra = 1,4 mils ili 35 μm) unutrašnjeg sloja, ili sve su 1 unce težak bakreni sloj. U aplikacijama potrošačke elektronike neke aplikacije čak koriste 0,5 unci bakra (0,5 unci bakra = 0,7 mils ili 18 μm) sloja.
Podaci modela
Simulacija temperature umrijevanja zahtijeva DIJAGRAM IC rasporeda, koji uključuje sve fete snage na umiranje i stvarne pozicije koje su u sustini sa principima pakiranja i lemlja.
Omjer veličine i aspekta svakog FET-a su vrlo važni za distribuciju topline. Drugi važan faktor koji treba razmotriti je da li se FET-i napajaju istovremeno ili sekvencilno. Tačnost modela zavisi od fizičkih podataka i korištenih materijalnih svojstava. Statička ili prosječna analiza snage modela zahtijeva samo kratko računanje vremena, a konvergencija se javlja kada se zabilježi maksimalna temperatura.
Prolazna analiza zahtijeva podatke za usporedbu vremena snage. Koristili smo bolju analitiиku proceduru od sluиaja prekidaиa napajanja da snimimo podatke da precizno uhvatimo vršni porast temperature tokom impulsa brze snage. Ova vrsta analize je uglavnom dugovječna i zahtijeva više unosa podataka od simulacije statičke snage.
Ovaj model može simulirati epoksidne pore u području umrijele veze, ili pore za oplatu PCB toplotnog sudopera. U oba slučaja, pore epoksida/oplate će utjecati na toplinsku otpornost paketa.
Termiиka simulacija je vaћan dio razvoja elektriиnih proizvoda. Osim toga, može vas voditi i da postavite parametre toplinske otpornosti, pokrivajući cijeli raspon od silicijum čipa FET raskrsnica do implementacije različitih materijala u proizvodu. Kada shvatimo različite putanje toplinskog otpora, možemo optimizirati mnoge sisteme za sve aplikacije.
Ti podaci se mogu koristiti i za određivanje korelacije između faktora deracije i povećanja temperature ambijentalnog operativnog. Ovi rezultati se mogu koristiti kako bi pomogli timovima za razvoj proizvoda da razviju svoje dizajne.
