Strömkylning för att optimera kretsprestanda och kostnader
Termisk simulering är en viktig del i utvecklingen av kraftprodukter och tillhandahålla riktlinjer för produktmaterial. Optimering av modulens storlek är utvecklingstrenden för terminalutrustningsdesign, vilket leder till omvandling av värmeavledningshantering från metallvärmeflänsen till PCB-kopparskiktet. Vissa moduler använder idag lägre omkopplingsfrekvenser för strömförsörjning i switchläge och stora passiva komponenter. För spänningsomvandlingen och quiescentströmmen som driver den inre kretsen är den linjära regulatorns effektivitet relativt låg.
När funktionerna blir mer rikliga blir prestandan högre och högre, och enhetens design blir alltmer kompakt. Vid denna tidpunkt blir simulering av värmeavledning på IC-nivå och systemnivå mycket viktigt.
Arbetsmiljötemperaturen för vissa tillämpningar är 70 till 125 °C, och temperaturen för vissa biltillämpningar i pressstorlek är till och med så hög som 140 °C. För dessa applikationer är systemets oavbrutna drift mycket viktig. Vid optimering av elektroniska konstruktioner blir noggrann termisk analys under övergående och statiska värsta tänkbara scenarier för ovanstående två typer av applikationer allt viktigare.
Värmeavlednings- och värmebeständighetsvägarna är olika beroende på olika genomförandemetoder: Värmeavledningskuddarna som är anslutna till den inre kylflänspanelen eller värmeavledningshålen vid utskjutningarnas korsning. Använd löddning för att ansluta den exponerade termiska dynan eller stötanslutningen till pcb:s övre lager. En öppning på pcb under den exponerade termiska dynan eller stötanslutningen, som kan anslutas till den förlängda kylflänsbasen ansluten till modulens metallhölje. Använd metallskruvar för att ansluta kylflänsen till kylflänsen på det övre eller nedre kopparskiktet i metallskalets PCB. Använd löddning för att ansluta den exponerade termiska dynan eller stötanslutningen till pcb:s övre lager. Dessutom är vikten eller tjockleken på kopparplätering som används på varje lager av PCB mycket kritisk. När det gäller termisk resistansanalys påverkas de skikt som är anslutna till de exponerade dynorna eller stötarna direkt av denna parameter. Generellt sett är dessa de övre, kylfläns och bottenskikt i ett flerskiktstryckt kretskort. I de flesta applikationer kan det vara ett två uns koppar (2 uns koppar = 2,8 mils eller 71 μm) yttre skikt och ett 1 uns koppar (1 uns koppar = 1,4 mil eller 35 μm) inre lager, eller alla alla är 1 uns tungt kopparbelagt skikt. I konsumentelektronikapplikationer använder vissa applikationer till och med 0,5 uns koppar (0,5 uns koppar = 0,7 mils eller 18 μm) lager.
Modelldata
Simulering av presstemperaturen kräver ett IC-layoutdiagram, som innehåller alla kraft-FET på matrisen och de faktiska positioner som överensstämmer med förpacknings- och lödprinciperna.
Storleken och bildförhållandet för varje FET är mycket viktigt för värmefördelningen. En annan viktig faktor att tänka på är om FET:erna drivs upp samtidigt eller sekventiellt. Modellens noggrannhet beror på de fysiska data och materialegenskaper som används. Modellens statiska eller genomsnittliga effektanalys kräver bara en kort beräkningstid och konvergens sker när den maximala temperaturen har registrerats.
Transient analys kräver realtidsjämförelsedata. Vi använde ett bättre analytiskt förfarande än strömförsörjningsfodralet för att registrera data för att exakt fånga topptemperaturökningen under snabba effektpulser. Den här typen av analys är i allmänhet tidskrävande och kräver mer datainmatning än statisk effektsimulering.
Denna modell kan simulera epoxiporerna i matrisanslutningsområdet, eller pläteringsporerna i PCB-kylflänsen. I båda fallen kommer epoxi-/pläteringsporer att påverka förpackningens termiska motstånd.
Termisk simulering är en viktig del av utvecklingen av kraftprodukter. Dessutom kan det också vägleda dig att ställa in termiska resistansparametrar, som täcker hela intervallet från silicon chip FET-korsningen till genomförandet av olika material i produkten. När vi förstår de olika termiska motståndsvägarna kan vi optimera många system för alla applikationer.
Dessa data kan också användas för att bestämma korrelationen mellan deratingfaktorn och ökningen av omgivningstemperaturen. Dessa resultat kan användas för att hjälpa produktutvecklingsteam att utveckla sina mönster.
