Strømforsyningskjøling for å optimalisere kretsytelse og kostnad
Termisk simulering er en viktig del av å utvikle kraftprodukter og gi retningslinjer for produktmateriale. Optimalisering av størrelsen på modulen er utviklingstrenden for terminalutstyrsdesign, som fører til konvertering av varmeavledningsstyring fra metallkjøleribben til PCB-kobberlaget. Noen moduler bruker i dag lavere svitsjefrekvenser for svitsjmodus-strømforsyninger og store passive komponenter. For spenningskonverteringen og hvilestrømmen som driver den interne kretsen, er effektiviteten til den lineære regulatoren relativt lav.
Etter hvert som funksjonene blir flere, blir ytelsen høyere og høyere, og enhetsdesignen blir stadig mer kompakt. På dette tidspunktet blir simulering av varmespredning på IC-nivå og systemnivå veldig viktig.
Arbeidsmiljøtemperaturen for noen applikasjoner er 70 til 125 °C, og temperaturen i noen applikasjoner i die-størrelse er til og med så høy som 140 °C. For disse applikasjonene er uavbrutt drift av systemet svært viktig. Ved optimering av elektronisk design blir nøyaktig termisk analyse under forbigående og statiske verstefallsscenarier for de to ovennevnte applikasjonstypene stadig viktigere.
Varmesprednings- og termisk motstandsveier er forskjellige i henhold til ulike implementeringsmetoder: Varmespredningsputene koblet til det interne varmeavlederpanelet eller varmeavledningshullene ved krysset mellom fremspringene. Bruk loddetinn for å koble den eksponerte termiske puten eller bump-tilkoblingen til det øverste laget av PCB. En åpning på kretskortet under den eksponerte termiske puten eller bump-tilkoblingen, som kan kobles til den utvidede kjøleribbensbasen koblet til modulens's metallhus. Bruk metallskruer for å koble kjøleribben til kjøleribben på det øvre eller nedre kobberlaget på PCB-en til metallskallet. Bruk loddetinn for å koble den eksponerte termiske puten eller bump-tilkoblingen til det øverste laget av PCB. I tillegg er vekten eller tykkelsen på kobberbelegget som brukes på hvert lag av PCB, svært kritisk. Når det gjelder termisk motstandsanalyse, påvirkes lagene som er koblet til de eksponerte putene eller ujevnhetene direkte av denne parameteren. Generelt sett er dette topp-, kjøleribbe- og bunnlagene i et flerlags trykt kretskort. I de fleste bruksområder kan det være et 2 unse kobber (2 unse kobber=2,8 mils eller 71 µm) ytre lag, og et 1 unse kobber (1 unse kobber=1,4 mils eller 35 µm) indre lag, eller alle er alle. 1 unse tungt kobberkledd lag. I forbrukerelektronikkapplikasjoner bruker noen applikasjoner til og med 0,5 unser kobber (0,5 unser kobber=0,7 mils eller 18 µm) lag.
Modelldata
Simulering av dysetemperaturen krever et IC-layoutdiagram, som inkluderer alle strøm-FET-ene på dysen og de faktiske posisjonene som samsvarer med emballasje- og loddeprinsippene.
Størrelsen og sideforholdet til hver FET er svært viktig for varmefordelingen. En annen viktig faktor å vurdere er om FET-ene slås på samtidig eller sekvensielt. Nøyaktigheten til modellen avhenger av fysiske data og materialegenskaper som brukes.
Den statiske eller gjennomsnittlige effektanalysen av modellen krever bare en kort beregningstid, og konvergens skjer når maksimumstemperaturen er registrert.
Forbigående analyse krever data for sammenligning av strøm og tid. Vi brukte en bedre analytisk prosedyre enn byttestrømforsyningen for å registrere dataene for nøyaktig å fange topptemperaturstigningen under raske strømpulser. Denne typen analyse er generelt tidkrevende og krever mer datainndata enn statisk effektsimulering.
Denne modellen kan simulere epoksyporene i formtilkoblingsområdet, eller pletteringsporene til PCB-kjøleribben. I begge tilfeller vil epoksy-/pletteringsporer påvirke pakkens termiske motstand.
Termisk simulering er en viktig del av utviklingen av kraftprodukter. I tillegg kan den også veilede deg til å stille inn de termiske motstandsparametrene, som dekker hele området fra silisiumbrikke FET-krysset til implementering av ulike materialer i produktet. Når vi forstår de forskjellige termiske motstandsveiene, kan vi optimalisere mange systemer for alle applikasjoner.
Disse dataene kan også brukes til å bestemme korrelasjonen mellom reduksjonsfaktoren og økningen i omgivelsestemperaturen. Disse resultatene kan brukes til å hjelpe produktutviklingsteam med å utvikle designene sine.
