Barošanas avota dzesēšana, lai optimizētu ķēdes veiktspēju un izmaksas
Termiskā simulācija ir svarīga enerģijas produktu izstrādes un produktu materiālu vadlīniju nodrošināšanas sastāvdaļa. Moduļa izmēra optimizēšana ir gala iekārtu dizaina attīstības tendence, kas nodrošina siltuma izkliedes vadības pārveidošanu no metāla siltuma izlietnes uz PCB vara slāni. Daži moduļi mūsdienās izmanto zemākas pārslēgšanas frekvences slēdžu režīma barošanas blokiem un lieliem pasīvajiem komponentiem. Sprieguma pārveidošanai un miera strāvai, kas vada iekšējo ķēdi, lineārā regulatora efektivitāte ir salīdzinoši zema.
Tā kā funkcijas kļūst arvien bagātīgākas, veiktspēja kļūst arvien augstāka, un ierīces dizains kļūst arvien kompaktāks. Šajā laikā IC līmeņa un sistēmas līmeņa siltuma izkliedes simulācija kļūst ļoti svarīga.
Dažu lietojumu darba vides temperatūra ir no 70 līdz 125 °C, un dažu veidņu izmēra automobiļu lietojumu temperatūra ir pat 140 °C. Šīm lietojumprogrammām ļoti svarīga ir sistēmas nepārtraukta darbība. Optimizējot elektroniskos dizainus, arvien svarīgāka kļūst precīza termiskā analīze pārejas un statiskā sliktākā gadījuma scenārijos iepriekšminētajiem diviem lietojumu veidiem.
Siltuma izkliedes un termiskās pretestības ceļi atšķiras atkarībā no dažādām ieviešanas metodēm: siltuma izkliedes paliktņi, kas savienoti ar iekšējo siltuma izlietnes paneli, vai siltuma izkliedes caurumi izvirzījumu krustojumā. Izmantojiet lodmetālu, lai savienotu atklāto termisko spilventiņu vai trieciena savienojumu ar PCB augšējo slāni. Atvērums uz PCB zem atklātā termiskā spilventiņa vai izciļņa savienojuma, ko var savienot ar pagarināto siltuma izlietnes pamatni, kas savienota ar moduļa' metāla korpusu. Izmantojiet metāla skrūves, lai savienotu siltuma izlietni ar siltuma izlietni metāla korpusa PCB augšējā vai apakšējā vara slānī. Izmantojiet lodmetālu, lai savienotu atklāto termisko spilventiņu vai trieciena savienojumu ar PCB augšējo slāni. Turklāt katrā PCB slānī izmantotā vara pārklājuma svars vai biezums ir ļoti svarīgs. Termiskās pretestības analīzes ziņā šis parametrs tieši ietekmē slāņus, kas savienoti ar atklātajiem paliktņiem vai izciļņiem. Vispārīgi runājot, tie ir daudzslāņu iespiedshēmas plates augšējie, siltuma izlietnes un apakšējie slāņi. Lielākajā daļā lietojumu tas var būt divu unču vara (2 unces vara=2,8 jūdzes jeb 71 µm) ārējais slānis un 1 unces vara (1 unce vara=1,4 jūdzes vai 35 µm) iekšējais slānis, vai arī visi 1 unce smaga vara pārklājuma slānis. Sadzīves elektronikas lietojumos dažās lietojumprogrammās pat tiek izmantots 0,5 unces vara slānis (0,5 unces vara=0,7 miles jeb 18 µm).
Modeļa dati
Lai modelētu presformas temperatūru, ir nepieciešama IC izkārtojuma diagramma, kurā ir iekļauti visi jaudas FET uz matricas un faktiskās pozīcijas, kas atbilst iepakojuma un lodēšanas principiem.
Katra FET izmērs un malu attiecība ir ļoti svarīga siltuma sadalei. Vēl viens svarīgs faktors, kas jāņem vērā, ir tas, vai FET tiek ieslēgti vienlaicīgi vai secīgi. Modeļa precizitāte ir atkarīga no izmantotajiem fiziskajiem datiem un materiāla īpašībām.
Modeļa statiskās vai vidējās jaudas analīzei nepieciešams tikai īss aprēķina laiks, un konverģence notiek, kad tiek reģistrēta maksimālā temperatūra.
Pārejošas analīzes veikšanai nepieciešami jaudas un laika salīdzināšanas dati. Mēs izmantojām labāku analītisko procedūru nekā komutācijas barošanas avota gadījums, lai reģistrētu datus, lai precīzi fiksētu maksimālās temperatūras pieaugumu ātru jaudas impulsu laikā. Šāda veida analīze parasti ir laikietilpīga un prasa vairāk datu ievades nekā statiskās jaudas simulācija.
Šis modelis var simulēt epoksīda poras presēšanas savienojuma zonā vai PCB siltuma izlietnes pārklājuma poras. Abos gadījumos epoksīda/pārklājuma poras ietekmēs iepakojuma termisko pretestību.
Termiskā simulācija ir svarīga enerģijas produktu izstrādes sastāvdaļa. Turklāt tas var arī palīdzēt iestatīt termiskās pretestības parametrus, aptverot visu diapazonu no silīcija mikroshēmas FET savienojuma līdz dažādu materiālu ieviešanai izstrādājumā. Kad mēs sapratīsim dažādus termiskās pretestības ceļus, mēs varam optimizēt daudzas sistēmas visiem lietojumiem.
Šos datus var izmantot arī, lai noteiktu korelāciju starp samazināšanas koeficientu un apkārtējās darba temperatūras pieaugumu. Šos rezultātus var izmantot, lai palīdzētu produktu izstrādes komandām izstrādāt savus dizainus.
