Охлаждане на захранването за оптимизиране на производителността и разходите на веригата
Термичната симулация е важна част от разработването на енергийни продукти и предоставянето на насоки за материалите на продукта. Оптимизирането на размера на модула е тенденцията на развитие на дизайна на терминално оборудване, което води до преобразуване на управлението на разсейването на топлината от металния радиатор към медния слой на печатната платка. Някои модули днес използват по-ниски честоти на превключване за превключващи захранвания и големи пасивни компоненти. За преобразуването на напрежението и тока на покой, задвижващи вътрешната верига, ефективността на линейния регулатор е сравнително ниска.
Тъй като функциите стават все по-изобилни, производителността става все по-висока, а дизайнът на устройството става все по-компактен. По това време симулацията на разсейване на топлината на ниво IC и на ниво система става много важна.
Температурата на работната среда при някои приложения е от 70 до 125°C, а температурата на някои автомобилни приложения с размер на матрицата е дори до 140°C. За тези приложения непрекъснатата работа на системата е много важна. При оптимизиране на електронните проекти, точният термичен анализ при преходни и статични най-лоши сценарии за горните два типа приложения става все по-важен.
Пътищата за разсейване на топлината и термичното съпротивление са различни в зависимост от различните методи на изпълнение: Подложките за разсейване на топлината, свързани към вътрешния панел на радиатора или отворите за разсейване на топлината в кръстовището на издатините. Използвайте спойка, за да свържете откритата термична подложка или неравномерна връзка към горния слой на печатната платка. Отвор на печатната платка под откритата термична подложка или неравномерна връзка, която може да бъде свързана към удължената основа на радиатора, свързана към металния корпус на модула'. Използвайте метални винтове, за да свържете радиатора към радиатора на горния или долния меден слой на печатната платка на металната обвивка. Използвайте спойка, за да свържете откритата термична подложка или неравномерна връзка към горния слой на печатната платка. В допълнение, теглото или дебелината на медното покритие, използвано върху всеки слой от печатната платка, е много критично. По отношение на анализа на термичното съпротивление, слоевете, свързани към откритите подложки или неравности, са пряко засегнати от този параметър. Най-общо казано, това са горният, радиаторът и долният слой в многослойна печатна платка. В повечето приложения той може да бъде външен слой от две унции мед (2 унции мед=2,8 mils или 71 µm) и вътрешен слой от 1 унция мед (1 унция мед=1,4 mils или 35 µm), или всички са 1 унция тежък меден слой. В приложенията за потребителска електроника някои приложения дори използват 0,5 унции мед (0,5 унции мед=0,7 mils или 18 µm) слой.
Данни за модела
Симулирането на температурата на матрицата изисква диаграма за оформление на IC, която включва всички захранващи FET на матрицата и действителните позиции, които отговарят на принципите на опаковане и запояване.
Размерът и съотношението на всеки FET са много важни за разпределението на топлината. Друг важен фактор, който трябва да се вземе предвид, е дали FET се захранват едновременно или последователно. Точността на модела зависи от използваните физически данни и свойства на материала.
Анализът на статичната или средната мощност на модела изисква само кратко време за изчисление и сближаването настъпва, след като се регистрира максималната температура.
Анализът на преходните процеси изисква данни за сравнение между мощността и времето. Използвахме по-добра аналитична процедура от случая на импулсното захранване, за да запишем данните, за да уловим точно пиковото повишаване на температурата по време на бързи импулси на мощност. Този тип анализ обикновено отнема време и изисква повече въвеждане на данни, отколкото симулация на статична мощност.
Този модел може да симулира епоксидните пори в зоната на свързване на матрицата или порите на покритието на радиатора на печатната платка. И в двата случая порите на епоксидна смола/покритие ще повлияят на топлинната устойчивост на опаковката.
Топлинната симулация е важна част от разработването на енергийни продукти. В допълнение, той може също да ви насочи да зададете параметрите на термичното съпротивление, покривайки целия диапазон от FET кръстовището на силиконов чип 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 корелацията между коефициента на понижаване на характеристиките и повишаването на работната температура на околната среда. Тези резултати могат да се използват, за да помогнат на екипите за разработване на продукти да разработят своите дизайни.
