Làm mát nguồn để tối ưu hóa hiệu suất và chi phí của mạch
Mô phỏng nhiệt là một phần quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm điện và cung cấp các hướng dẫn về vật liệu sản phẩm. Tối ưu hóa kích thước của mô-đun là xu hướng phát triển của thiết kế thiết bị đầu cuối, mang đến sự chuyển đổi quản lý tản nhiệt từ tản nhiệt kim loại sang lớp đồng PCB. Một số mô-đun ngày nay sử dụng tần số chuyển mạch thấp hơn để chuyển đổi chế độ giảm nguồn cung cấp điện và các thành phần thụ động lớn. Đối với việc chuyển đổi điện áp và dòng điện tĩnh dẫn động mạch bên trong, hiệu quả của bộ điều chỉnh tuyến tính là tương đối thấp.
Khi các chức năng ngày càng phong phú, hiệu suất ngày càng cao và thiết kế thiết bị ngày càng trở nên nhỏ gọn. Lúc này, IC giảm cấp và hệ thống giảm cấp mô phỏng tản nhiệt trở nên rất quan trọng.
Nhiệt độ môi trường làm việc của một số ứng dụng là 70 đến 125 độ, và nhiệt độ của một số ứng dụng ô tô kích thước khuôn đúc thậm chí cao tới 140 độ. Đối với các ứng dụng này, việc hệ thống hoạt động không bị gián đoạn là rất quan trọng. Khi tối ưu hóa các thiết kế điện tử, phân tích nhiệt chính xác trong các kịch bản trường hợp giảm nhẹ nhất thời và tĩnh nhất cho hai loại ứng dụng trên ngày càng trở nên quan trọng.
The heat dissipation and thermal resistance paths are different according to different implementation methods: The heat dissipation pads connected to the internal heat sink panel or the heat dissipation holes at the junction of the protrusions. Use solder to connect the exposed thermal pad or bump connection to the top layer of the PCB. An opening on the PCB below the exposed thermal pad or bump connection, which can be connected to the extended heat sink base connected to the module39;s metal casing. Use metal screws to connect the heat sink to the heat sink on the top or bottom copper layer of the PCB of the metal shell. Use solder to connect the exposed thermal pad or bump connection to the top layer of the PCB. In addition, the weight or thickness of the copper plating used on each layer of the PCB is very critical. In terms of thermal resistance analysis, the layers connected to the exposed pads or bumps are directly affected by this parameter. Generally speaking, these are the top, heat sink, and bottom layers in a multilayer printed circuit board. In most applications, it can be a two reduce ounce copper (2 ounce copper = 2.8 mils or 71 µm) outer layer, and a 1 reduce ounce copper (1 ounce copper = 1.4 mils or 35 µm) inner layer, or all All are 1 ounce heavy copper clad layer. In consumer electronics applications, some applications even use 0.5 ounces of copper (0.5 ounces of copper = 0.7 mils or 18 µm) layer.
Dữ liệu mô hình
Mô phỏng nhiệt độ khuôn yêu cầu một sơ đồ bố trí IC, bao gồm tất cả các FET nguồn trên khuôn và các vị trí thực tế tuân thủ các nguyên tắc đóng gói và hàn.
Kích thước và tỷ lệ co của mỗi FET rất quan trọng đối với sự phân bố nhiệt. Một yếu tố quan trọng khác cần xem xét là liệu các FET được cấp nguồn đồng thời hay tuần tự. Độ chính xác của mô hình phụ thuộc vào dữ liệu vật lý và đặc tính vật liệu được sử dụng. Việc phân tích công suất tĩnh hoặc công suất trung bình của mô hình chỉ yêu cầu một thời gian tính toán ngắn và sự hội tụ xảy ra khi nhiệt độ tối đa được ghi lại.
Phân tích thoáng qua yêu cầu dữ liệu so sánh thời gian giảm công suất. Chúng tôi đã sử dụng quy trình phân tích tốt hơn so với trường hợp nguồn điện chuyển mạch để ghi lại dữ liệu nhằm nắm bắt chính xác mức tăng nhiệt độ đỉnh trong các xung công suất nhanh. Loại phân tích này thường giảm tiêu tốn thời gian và yêu cầu nhiều dữ liệu đầu vào hơn so với mô phỏng công suất tĩnh.
Mô hình này có thể mô phỏng các lỗ rỗng epoxy trong khu vực kết nối khuôn hoặc các lỗ mạ của tản nhiệt PCB. Trong cả hai trường hợp, các lỗ rỗng epoxy / mạ sẽ ảnh hưởng đến khả năng chịu nhiệt của gói.
Mô phỏng nhiệt là một phần quan trọng trong quá trình phát triển các sản phẩm điện. Ngoài ra, nó cũng có thể hướng dẫn bạn thiết lập các thông số điện trở nhiệt, bao gồm toàn bộ phạm vi từ đường giao nhau FET chip silicon đến việc thực hiện các vật liệu khác nhau trong sản phẩm. Một khi chúng tôi hiểu các đường dẫn điện trở nhiệt khác nhau, chúng tôi có thể tối ưu hóa nhiều hệ thống cho tất cả các ứng dụng.
Dữ liệu này cũng có thể được sử dụng để xác định mối tương quan giữa yếu tố giảm tốc độ và sự gia tăng nhiệt độ vận hành xung quanh. Những kết quả này có thể được sử dụng để giúp các nhóm phát triển sản phẩm phát triển thiết kế của họ.
