Охлаждане на мощността за оптимизиране на производителността и разходите на веригата

Термичната симулация е важна част от разработването на енергийни продукти и предоставянето на указания за материала на продукта. Оптимизирането на размера на модула е тенденцията на развитие на дизайна на терминалното оборудване, което довежда до превръщането на управлението на разсейването на топлината от металната топлинна мивка в медния слой PCB. Някои модули днес използват по-ниски честоти на превключване за захранващи устройства с комутаторен режим и големи пасивни компоненти. За преобразуването на напрежението и квесцентния ток, задвижващ вътрешната верига, ефективността на линейния регулатор е сравнително ниска.

Тъй като функциите стават все по-изобилни, производителността става все по-висока и дизайнът на устройството става все по-компактен. По това време симулацията на топлинно разсейване на ниво IC и системно ниво става много важна.

Температурата на работната среда на някои приложения е 70 до 125°C, а температурата на някои автомобилни приложения с размер на умиране е дори толкова висока, колкото 140°C. За тези приложения непрекъснатата работа на системата е много важна. При оптимизиране на електронните дизайни, точният термичен анализ при преходни и статични най-лоши сценарии за горните два вида приложения става все по-важен.

Пътищата за разсейване на топлината и термичната устойчивост са различни според различните методи на внедряване: Подложките за разсейване на топлината, свързани с вътрешния панел на топлоотводната мивка или отворите за разсейване на топлината на кръстопътя на изпъкналостта. Използвайте спойка, за да свържете експонираната термична подложка или бум връзка към горния слой на PCB. Отвор на ПХБ под откритата термична подложка или бум връзка, който може да бъде свързан с разширената база на термо мивката, свързана с металния корпус на модула. Използвайте метални винтове, за да свържете топлинната мивка с термо мивката на горния или долния меден слой на ПЕЧАТНАТА ПЛАТКА на металната обвивка. Използвайте спойка, за да свържете експонираната термична подложка или бум връзка към горния слой на PCB. В допълнение, теглото или дебелината на медната обшивка, използвана на всеки слой от ПХБ, е много критична. По отношение на анализа на термичната устойчивост, слоевете, свързани с откритите подложки или подутини, са пряко засегнати от този параметър. Най-общо казано, това са горната част, топлинната мивка, и долните слоеве в многослойна печатна платка. В повечето приложения, тя може да бъде дву унция мед (2 унция мед = 2.8 мили или 71 μm) външен слой, и 1 унция мед (1 унция мед = 1.4 мили или 35 μm) вътрешен слой, или всички са 1 унция тежък мед плакирани слой. В приложенията за потребителска електроника някои приложения дори използват 0,5 Унции мед (0,5 Унции мед = 0,7 мили или 18 μm) слой.

Данни за модела

Симулирането на температурата на умиране изисква диаграма на оформлението на IC, която включва цялата мощност FETs на умиране и действителните позиции, които отговарят на принципите на опаковане и запояване.

Размерът и аспектното съотношение на всеки ЕФТ са много важни за разпределението на топлината. Друг важен фактор, който трябва да разгледате, е дали ЕДМ се захранват едновременно или последователно. Точността на модела зависи от физическите данни и свойствата на материала, използвани.               Статичният или средният анализ на мощността на модела изисква само кратко време за изчисление и конвергенцията настъпва, след като се запише максималната температура.

Преходният анализ изисква данни за сравнение на power-time. Използвахме по-добра аналитична процедура от калъфа за превключване на захранването, за да запишем данните, за да заснемем точно покачването на пиковата температура по време на импулсите за бързо захранване. Този вид анализ по принцип отнема много време и изисква повече въвеждане на данни от симулацията на статична мощност.

Този модел може да симулира епоксидни пори в зоната за свързване die, или порите за обшиване на термо мивката PCB. И в двата случая епоксидни/обшивъчни пори ще повлияят на термичната устойчивост на опаковката.

Термичната симулация е важна част от разработването на енергийни продукти. В допълнение, тя може също така да ви насочи да зададете параметрите на термично съпротивление, покривайки цялата гама от кръстовището на Silicon Chip FET до внедряването на различни материали в продукта. След като разберем различните пътища за термично съпротивление, можем да оптимизираме много системи за всички приложения.

Тези данни могат да се използват и за определяне на съответствието между дериращия фактор и повишаването на работната температура на околната среда. Тези резултати могат да се използват, за да помогнат на екипите за разработване на продукти да развият своите дизайни.