Pendinginan daya untuk mengoptimalkan kinerja dan biaya sirkuit
Simulasi termal adalah bagian penting dari pengembangan produk daya dan memberikan pedoman bahan produk. Mengoptimalkan ukuran modul adalah tren pengembangan desain peralatan terminal, yang membawa konversi manajemen disipasi panas dari heat sink logam ke lapisan tembaga PCB. Beberapa modul saat ini menggunakan frekuensi switching yang lebih rendah untuk catu daya switch-mode dan komponen pasif besar. Untuk konversi tegangan dan arus diam yang mendorong sirkuit internal, efisiensi regulator linier relatif rendah.
Ketika fungsi menjadi lebih melimpah, kinerja menjadi lebih tinggi dan lebih tinggi, dan desain perangkat menjadi semakin kompak. Pada saat ini, simulasi disipasi panas tingkat IC dan tingkat sistem menjadi sangat penting.
Suhu lingkungan kerja dari beberapa aplikasi adalah 70 hingga 125 ° C, dan suhu beberapa aplikasi otomotif ukuran mati bahkan setinggi 140 ° C. Untuk aplikasi ini, operasi sistem yang tidak terputus sangat penting. Saat mengoptimalkan desain elektronik, analisis termal yang akurat di bawah skenario terburuk sementara dan statis untuk dua jenis aplikasi di atas menjadi semakin penting.
Disipasi panas dan jalur ketahanan termal berbeda sesuai dengan metode implementasi yang berbeda: Bantalan disipasi panas yang terhubung ke panel heat sink internal atau lubang pembuangan panas di persimpangan tonjolan. Gunakan solder untuk menghubungkan bantalan termal yang terbuka atau koneksi benjolan ke lapisan atas PCB. Pembukaan pada PCB di bawah bantalan termal yang terbuka atau koneksi benjolan, yang dapat dihubungkan ke basis heat sink yang diperluas yang terhubung ke casing logam modul. Gunakan sekrup logam untuk menghubungkan heat sink ke heat sink di lapisan tembaga atas atau bawah PCB shell logam. Gunakan solder untuk menghubungkan bantalan termal yang terbuka atau koneksi benjolan ke lapisan atas PCB. Selain itu, berat atau ketebalan pelapisan tembaga yang digunakan pada setiap lapisan PCB sangat penting. Dalam hal analisis resistensi termal, lapisan yang terhubung ke bantalan atau benjolan yang terbuka secara langsung dipengaruhi oleh parameter ini. Secara umum, ini adalah bagian atas, heat sink, dan lapisan bawah dalam papan sirkuit cetak multilayer. Dalam kebanyakan aplikasi, itu bisa menjadi lapisan luar tembaga dua ons (2 ons tembaga = 2,8 mil atau 71 μm), dan lapisan dalam tembaga 1 ons (1 ons tembaga = 1,4 mil atau 35 μm), atau semua Semua adalah lapisan berlapis tembaga berat 1 ons. Dalam aplikasi elektronik konsumen, beberapa aplikasi bahkan menggunakan 0,5 ons tembaga (0,5 ons tembaga = 0,7 mil atau 18 μm) lapisan.
Data model
Mensimulasikan suhu mati memerlukan diagram tata letak IC, yang mencakup semua FET daya pada mati dan posisi aktual yang sesuai dengan prinsip pengemasan dan penyolderan.
Ukuran dan rasio aspek masing-masing FET sangat penting untuk distribusi panas. Faktor penting lainnya yang perlu dipertimbangkan adalah apakah FET dinyalakan secara bersamaan atau berurutan. Keakuratan model tergantung pada data fisik dan sifat material yang digunakan. Analisis daya statis atau rata-rata dari model hanya membutuhkan waktu perhitungan yang singkat, dan konvergensi terjadi setelah suhu maksimum dicatat.
Analisis sementara membutuhkan data perbandingan power-time. Kami menggunakan prosedur analitis yang lebih baik daripada kasus catu daya switching untuk merekam data untuk secara akurat menangkap kenaikan suhu puncak selama pulsa daya cepat. Jenis analisis ini umumnya memakan waktu dan membutuhkan lebih banyak input data daripada simulasi daya statis.
Model ini dapat mensimulasikan pori-pori epoksi di area koneksi mati, atau pori-pori pelapisan heat sink PCB. Dalam kedua kasus, epoxy / plating pori-pori akan mempengaruhi ketahanan termal paket.
Simulasi termal adalah bagian penting dari pengembangan produk daya. Selain itu, ini juga dapat memandu Anda untuk mengatur parameter ketahanan termal, yang mencakup seluruh rentang dari persimpangan FET chip silikon hingga implementasi berbagai bahan dalam produk. Setelah kita memahami jalur ketahanan termal yang berbeda, kita dapat mengoptimalkan banyak sistem untuk semua aplikasi.
Data ini juga dapat digunakan untuk menentukan korelasi antara faktor derating dan peningkatan suhu operasi sekitar. Hasil ini dapat digunakan untuk membantu tim pengembangan produk mengembangkan desain mereka.
