Refrigeració elèctrica per optimitzar el rendiment i els costos del circuit
La simulació tèrmica és una part important del desenvolupament de productes d'energia i la proporcionant directrius de material del producte. L'optimització de la mida del mòdul és la tendència de desenvolupament del disseny d'equips terminals, que provoca la conversió de la gestió de dissipació de calor del dissipador de calor metàl·lic a la capa de coure de PCB. Alguns mòduls avui en dia utilitzen freqüències de commutació més baixes per a fonts d'alimentació en mode interruptor i grans components passius. Per a la conversió de tensió i el corrent quiescent que condueix el circuit intern, l'eficiència del regulador lineal és relativament baixa.
A mesura que les funcions es tornen més abundants, el rendiment es fa més i més alt, i el disseny del dispositiu es torna cada vegada més compacte. En aquest moment, la simulació de dissipació de calor a nivell d'IC i nivell de sistema es torna molt important.
La temperatura de l'entorn de treball d'algunes aplicacions és de 70 a 125 ° C, i la temperatura d'algunes aplicacions d'automòbils de mida mort és fins i tot tan alta com 140 ° C. Per a aquestes aplicacions, el funcionament ininterromput del sistema és molt important. A l'hora d'optimitzar els dissenys electrònics, l'anàlisi tèrmica precisa en els pitjors escenaris transitoris i estàtics per als dos tipus d'aplicacions anteriors és cada vegada més important.
Els camins de dissipació de calor i resistència tèrmica són diferents segons diferents mètodes d'implementació: Els coixinets de dissipació de calor connectats al panell de dissipador de calor intern o els forats de dissipació de calor a la unió de les protuberàncies. Utilitzeu soldadura per connectar el coixinet tèrmic exposat o la connexió de xoc a la capa superior del PCB. Una obertura al PCB per sota del coixinet tèrmic exposat o connexió de sots, que es pot connectar a la base estesa del dissipador de calor connectada a la carcassa metàl·lica del mòdul. Utilitzeu cargols metàl·lics per connectar el dissipador de calor al dissipador de calor de la capa superior o inferior de coure del PCB de la carcassa metàl·lica. Utilitzeu soldadura per connectar el coixinet tèrmic exposat o la connexió de xoc a la capa superior del PCB. A més, el pes o gruix del revestiment de coure utilitzat en cada capa del PCB és molt crític. Pel que fa a l'anàlisi de resistència tèrmica, les capes connectades als coixinets o cops exposats es veuen directament afectades per aquest paràmetre. En termes generals, aquestes són les capes superior, dissipador de calor i inferiors en una placa de circuit imprès multicapa. En la majoria de les aplicacions, pot ser una capa exterior de coure de dues unces (2 unces de coure = 2,8 mil·lèsimes o 71 μm), i una capa interior de coure pesat d'1 unça (1 unça de coure = 1,4 mil·lèsimes o 35 μm), o totes són 1 unça de capa revestida de coure pesat. En aplicacions d'electrònica de consum, algunes aplicacions fins i tot utilitzen 0,5 unces de coure (0,5 unces de coure = 0,7 mil·lèsimes o 18 μm) capa.
Dades del model
Simular la temperatura de matriu requereix un diagrama de disseny IC, que inclou totes les potències fets en el dau i les posicions reals que compleixen amb els principis d'embalatge i soldadura.
La mida i la relació d'aspecte de cada FET són molt importants per a la distribució de calor. Un altre factor important a tenir en compte és si els FETs s'alimenten simultàniament o seqüencialment. La precisió del model depèn de les dades físiques i de les propietats del material utilitzades. L'anàlisi estàtica o de potència mitjana del model requereix només un curt temps de càlcul, i la convergència es produeix una vegada que es registra la temperatura màxima.
L'anàlisi transitòria requereix dades de comparació power-time. Vam utilitzar un procediment analític millor que la caixa d'alimentació de commutació per registrar les dades per capturar amb precisió l'augment de temperatura màxima durant els polsos de potència ràpida. Aquest tipus d'anàlisi requereix generalment molt de temps i requereix més entrada de dades que la simulació de potència estàtica.
Aquest model pot simular els porus epoxi a la zona de connexió de matrius, o els porus de revestiment del dissipador de calor de PCB. En ambdós casos, els porus epoxi / revestiment afectaran la resistència tèrmica del paquet.
La simulació tèrmica és una part important del desenvolupament de productes d'energia. A més, també us pot guiar per establir els paràmetres de resistència tèrmica, cobrint tota la gamma des de la unió FET de xip de silici fins a la implementació de diversos materials en el producte. Un cop entenem els diferents camins de resistència tèrmica, podem optimitzar molts sistemes per a totes les aplicacions.
Aquestes dades també es poden utilitzar per determinar la correlació entre el factor de desratejant i l'augment de la temperatura de funcionament ambiental. Aquests resultats es poden utilitzar per ajudar els equips de desenvolupament de productes a desenvolupar els seus dissenys.
