Toiteallika jahutus ahela jõudluse ja kulude optimeerimiseks
Soojussimulatsioon on energiatoodete väljatöötamise ja tootematerjali juhiste andmise oluline osa. Mooduli suuruse optimeerimine on lõppseadmete disaini arengutrend, mis toob kaasa soojuse hajumise juhtimise muundamise metallist jahutusradiaatorilt PCB vasekihiks. Mõned moodulid kasutavad tänapäeval lülitusrežiimi toiteallikate ja suurte passiivsete komponentide jaoks madalamat lülitussagedust. Sisemise vooluahela pinge muundamisel ja puhkevoolul on lineaarse regulaatori efektiivsus suhteliselt madal.
Funktsioonide suurenedes muutub jõudlus üha kõrgemaks ja seadme disain muutub üha kompaktsemaks. Sel ajal muutub IC-taseme ja süsteemitaseme soojuse hajumise simulatsioon väga oluliseks.
Mõne rakenduse töökeskkonna temperatuur on 70 kuni 125 °C ja mõne stantsiga autorakenduse temperatuur isegi kuni 140 °C. Nende rakenduste jaoks on süsteemi katkematu töö väga oluline. Elektrooniliste disainilahenduste optimeerimisel muutub üha olulisemaks täpne termiline analüüs mööduvate ja staatilise halvima stsenaariumi korral ülaltoodud kahte tüüpi rakenduste jaoks.
Soojuse hajumise ja soojustakistuse teed on erinevate rakendusmeetodite järgi erinevad: sisemise jahutusradiaatori paneeliga ühendatud soojuse hajumise padjad või eendite ristmikul olevad soojuse hajumise augud. Kasutage jootet, et ühendada katmata termopadi või löögiühendus PCB ülemise kihiga. Ava trükkplaadil avatud termopadja või löögiühenduse all, mille saab ühendada pikendatud jahutusradiaatori alusega, mis on ühendatud mooduli' metallkorpusega. Kasutage metallkruvisid, et ühendada jahutusradiaator metallkesta PCB ülemise või alumise vasekihi jahutusradiaatoriga. Kasutage jootet, et ühendada katmata termopadi või löögiühendus PCB ülemise kihiga. Lisaks on iga PCB kihi vaskplaadi kaal või paksus väga kriitiline. Soojustakistuse analüüsi osas mõjutab see parameeter otseselt paljastatud padjandite või konarustega ühendatud kihte. Üldiselt on need mitmekihilise trükkplaadi ülemine, jahutusradiaator ja alumine kiht. Enamikus rakendustes võib see olla kaheuntsine vasekiht (2 untsi vask=2,8 miili või 71 µm) ja 1 unts vasekiht (1 unts vask=1,4 miili või 35 µm) või kõik 1 untsi raske vasega kaetud kiht. Tarbeelektroonika rakendustes kasutavad mõned rakendused isegi 0,5 untsi vasekihti (0,5 untsi vase=0,7 miili või 18 µm).
Mudeli andmed
Matriitsi temperatuuri simuleerimiseks on vaja IC paigutusskeemi, mis sisaldab kõiki matriitsi võimsus-FET-e ja tegelikke positsioone, mis vastavad pakendamise ja jootmise põhimõtetele.
Iga FET-i suurus ja kuvasuhe on soojusjaotuse jaoks väga olulised. Teine oluline tegur, mida tuleb arvestada, on see, kas FET-id lülitatakse sisse samaaegselt või järjestikku. Mudeli täpsus sõltub kasutatud füüsikalistest andmetest ja materjali omadustest.
Mudeli staatiline või keskmise võimsuse analüüs nõuab vaid lühikest arvutusaega ja konvergents toimub pärast maksimaalse temperatuuri registreerimist.
Transientanalüüs nõuab võimsuse ja aja võrdlusandmeid. Kasutasime andmete salvestamiseks paremat analüütilist protseduuri kui lülitustoiteallika juhtum, et täpselt jäädvustada tipptemperatuuri tõus kiirete toiteimpulsside ajal. Seda tüüpi analüüs on üldiselt aeganõudev ja nõuab rohkem andmete sisestamist kui staatilise võimsuse simulatsioon.
See mudel võib simuleerida epoksüpoore stantsi ühenduspiirkonnas või PCB jahutusradiaatori plaadistuspoore. Mõlemal juhul mõjutavad epoksü-/kattepoorid pakendi soojustakistust.
Soojussimulatsioon on energiatoodete väljatöötamise oluline osa. Lisaks võib see juhendada teid ka soojustakistuse parameetrite määramisel, hõlmates kogu vahemikku ränikiibi FET-ühendusest kuni erinevate materjalide rakendamiseni tootes. Kui oleme aru saanud erinevatest soojustakistuste radadest, saame optimeerida paljusid süsteeme kõigi rakenduste jaoks.
Neid andmeid saab kasutada ka korrelatsiooni määramiseks vähendamisteguri ja ümbritseva töötemperatuuri tõusu vahel. Neid tulemusi saab kasutada tootearendusmeeskondade abistamiseks oma disainilahenduste väljatöötamisel.
