Strāvas padeves siltuma projektēšana

Strāvas moduļa termiskā problēma nopietni kaitēs moduļa uzticamībai, un produkta atteices līmenis pieaugs eksponenciāli. Kas man jādara, ja barošanas modulis uzkarst? No moduļu siltuma dizaina viedokļa šis raksts iepazīstina jūs ar dažādiem zemas temperatūras paaugstināšanās, augstas uzticamības barošanas avota projektēšanas un lietojuma risinājumiem.

Augstai temperatūrai ir liela ietekme uz jaudas moduļu ar augstu jaudas blīvumu uzticamību. Augsta temperatūra izraisīs elektrolītisko kondensatoru kalpošanas laika samazināšanos, transformatora emaljētu vadu izolācijas īpašības, tranzistoru bojājumus, materiāla termisko novecošanos, zemas kušanas temperatūras metinājuma plaisāšanu, lodēšanas savienojumu nokrišanu un mehānisko spriegumu starp ierīcēm. Statistika liecina, ka par katru 2°C elektronisko komponentu temperatūras paaugstināšanos, uzticamība samazinās par 10%.

Kā izstrādāt termiskos risinājumus?

Samaziniet zudumus no ķēdes struktūras un komponentiem: piemēram, labāku vadības metožu un tehnoloģiju ieviešana, augstfrekvences mīkstās pārslēgšanas tehnoloģija, fāzes maiņas vadības tehnoloģija, sinhronās taisnošanas tehnoloģija utt., papildus mazjaudas komponentu izvēlei, lai samazinātu sildīšanas komponentu skaits, Palieliniet biezās drukātās līnijas platumu, lai uzlabotu barošanas avota efektivitāti;

Komponentu iesaiņojumam ir liela ietekme uz komponentu temperatūras paaugstināšanos. Piemēram, tehnoloģiju atšķirību dēļ DFN iepakota MOS caurule ir vieglāk izkliedējama siltumā nekā DPAK (TO252) iepakota MOS caurule. Tādos pašos zudumu apstākļos pirmās temperatūras paaugstināšanās būs salīdzinoši neliela. Parasti, jo lielāka ir iepakojuma pretestība, jo lielāka ir nominālā jauda, ​​un tādos pašos zudumu apstākļos virsmas temperatūras paaugstināšanās būs mazāka.

Dažreiz šķiet, ka ķēdes parametri un veiktspēja ir normāli, taču patiesībā ir paslēptas lielas problēmas. Kā redzams 3. attēlā, ar noteiktas ķēdes pamata veiktspēju problēmu nav, taču istabas temperatūrā MOS caurules virzošā rezistora virsmas temperatūra sasniedza 95,2°C, mērot ar infrasarkano termisko attēlu. Ilgstoša darba vai augstas temperatūras vidē pretestības izdegšanas un moduļa bojājumu problēmas var rasties ļoti viegli. Pielāgojot ķēdes parametrus, tiek samazināti rezistora omi siltuma zudumi, un rezistoru pakete tiek mainīta no 0603 uz 0805, kas ievērojami samazina virsmas temperatūru.

PCB dizaina optimizēts termiskais dizains

PCB vara apvalka laukums, vara apvalka biezums, plāksnes materiāls un PCB slāņu skaits ietekmē moduļa siltuma izkliedi. Parasti izmantotā plāksne FR4 (epoksīdsveķi) ir labs siltumvadītspējas materiāls, un PCB komponentu siltums var tikt izkliedēts caur PCB. Īpašos lietojumos ir arī plāksnes ar zemāku termisko pretestību, piemēram, alumīnija vai keramikas pamatnes.

PCB izkārtojumā un maršrutā jāņem vērā arī moduļa siltuma izkliede:

Sastāvdaļām ar lielu siltuma ģenerāciju ir jāizvairās no salikšanas un jācenšas saglabāt siltumu vienmērīgi sadalītu uz dēļa;

Īpaši karstumjutīgās sastāvdaļas jātur prom no siltuma avotiem;

Ja nepieciešams, izmantojiet daudzslāņu PCB;

Strāvas elementa aizmugure ir pārklāta ar vara plakni, lai izkliedētu siltumu, un izmanto"karstie caurumi" lai pārnestu siltumu no vienas PCB puses uz otru.

Izmantojiet efektīvāku siltuma izkliedes tehnoloģiju: izmantojiet vadītspējas, starojuma un konvekcijas tehnoloģiju, lai nodotu siltumu, tostarp radiatoru izmantošanu, gaisa dzesēšanu (dabiskā konvekcija un piespiedu gaisa dzesēšanu), šķidruma dzesēšanu (ūdens, eļļa), termoelektrisko dzesēšanu, siltuma caurules, utt.

Siltuma projektēšanā jums jāpievērš uzmanība arī:

Strāvas moduļiem ar plaša sprieguma ieeju augstsprieguma ieejas un zemsprieguma ieejas apkures punkti un siltuma sadalījums ir pilnīgi atšķirīgi, un ir nepieciešams visaptverošs novērtējums. Jāizvērtē arī siltuma punkts un siltuma sadalījums īssavienojuma aizsardzības laikā;

Podiņu jaudas moduļos podiņu līme ir materiāls ar labu siltumvadītspēju. Moduļa iekšējo komponentu virsmas temperatūras paaugstināšanās tiks vēl vairāk samazināta.

Papildus iepriekšminētajām barošanas avota siltuma projektēšanas metodēm var tieši izvēlēties arī augstas veiktspējas izolētus līdzstrāvas līdzstrāvas jaudas moduļus, kas var ātri nodrošināt ļoti uzticamu sistēmas barošanas avota izolācijas risinājumu. Pamatojoties uz uzkrāto gandrīz 20 gadu barošanas avotu projektēšanas pieredzi, ZHIYUAN Electronics ir neatkarīgi izstrādājis un izstrādājis neatkarīgas barošanas IC, lai izveidotu optimizētu pastāvīgā sprieguma līdzstrāvas līdzstrāvas barošanas avotu P sēriju visiem darba apstākļiem, lai apmierinātu visu darba vajadzības. nosacījumus un nodrošināt lietotājiem stabilu un kvalitatīvu elektroapgādes risinājumu plānu. Salīdzinot ar tradicionālajiem risinājumiem, ZHIYUAN Electronics autonomā barošanas IC integrē tādas aizsardzības funkcijas kā īssavienojuma aizsardzība un aizsardzība pret pārkaršanu. Tam ir augstāka integrācija un uzticamība, nodrošinot augstu efektivitāti un stabilu barošanu visos darba apstākļos, un tas var nodrošināt lietotājus ar I/O un komunikāciju. Tādas lietojumprogrammas kā izolācija nodrošina standarta un uzticamus barošanas risinājumus.