Oeri cyflenwad pŵer i wneud y gorau o berfformiad a chost pŵer
Pan fydd gwres y system cynnyrch yn cynyddu, bydd defnydd pŵer y system yn cynyddu'n esbonyddol. Yn y modd hwn, wrth ddylunio'r system cyflenwi pŵer, dewisir datrysiad gyda cherrynt mwy, ac mae'n anochel y bydd hyn yn arwain at gynnydd yn y gost. I raddau, bydd y gost yn cynyddu'n esbonyddol.
Mae efelychu thermol yn rhan bwysig o ddatblygu cynhyrchion pŵer a darparu canllawiau deunydd cynnyrch. Optimeiddio maint y modiwl yw tueddiad datblygu dyluniad offer terfynell, sy'n arwain at drosi rheolaeth afradu gwres o'r sinc gwres metel i haen gopr PCB. Mae rhai modiwlau heddiw yn defnyddio amleddau newid is ar gyfer cyflenwadau pŵer modd switsh a chydrannau goddefol mawr. Ar gyfer y trawsnewid foltedd a'r cerrynt quiescent sy'n gyrru'r gylched fewnol, mae effeithlonrwydd y rheolydd llinellol yn gymharol isel.
Wrth i'r swyddogaethau ddod yn fwy niferus, mae'r perfformiad yn dod yn uwch ac yn uwch, ac mae dyluniad y ddyfais yn dod yn fwyfwy cryno. Ar yr adeg hon, mae efelychiad afradu gwres ar lefel IC a lefel system yn dod yn bwysig iawn.
Tymheredd amgylchedd gwaith rhai cymwysiadau yw 70 i 125 ° C, ac mae tymheredd rhai cymwysiadau modurol maint marw hyd yn oed mor uchel â 140 ° C. Ar gyfer y cymwysiadau hyn, mae gweithrediad di-dor y system yn bwysig iawn. Wrth optimeiddio dyluniadau electronig, mae dadansoddiad thermol cywir o dan senarios achos gwaethaf dros dro ar gyfer y ddau fath uchod o gymwysiadau yn dod yn fwy a mwy pwysig.
1. Rheoli Thermol
Anhawster rheoli afradu gwres yw lleihau maint y pecyn wrth gyflawni perfformiad afradu gwres uwch, tymheredd yr amgylchedd gwaith uwch a chyllideb haen afradu gwres copr is. Bydd effeithlonrwydd pecynnu uchel yn arwain at grynodiad uwch o gydrannau sy'n cynhyrchu gwres, gan arwain at fflwcs gwres uchel iawn ar lefel IC a lefel pecyn.
Mae'r ffactorau y mae angen eu hystyried yn y system yn cynnwys dyfeisiau pŵer bwrdd cylched printiedig eraill a allai effeithio ar dymheredd y ddyfais ddadansoddi, gofod y system, a dyluniad / cyfyngiadau llif aer. Y tair lefel o reolaeth thermol i'w hystyried yw: pecyn, bwrdd cylched a system
Llwybr trosglwyddo gwres nodweddiadol yn y pecyn IC
Mae cost isel, ffactor ffurf fach, integreiddio modiwl a dibynadwyedd pecyn yn sawl agwedd y mae'n rhaid eu hystyried wrth ddewis pecyn. Wrth i gost ddod yn ystyriaeth allweddol, mae pecynnau gwella afradu gwres yn seiliedig ar fframiau plwm yn dod yn fwy a mwy poblogaidd.
Mae'r math hwn o becyn yn cynnwys sinc gwres wedi'i fewnosod neu bad agored a phecyn math sglodion socian, sydd wedi'i gynllunio i wella perfformiad afradu gwres. Mewn rhai pecynnau mowntio wyneb, mae rhai fframiau plwm pwrpasol yn weldio sawl plwm ar bob ochr i'r pecyn i weithredu fel taenwr gwres. Mae'r dull hwn yn darparu gwell llwybr afradu gwres ar gyfer trosglwyddo gwres y pad marw.
2. IC ac efelychiad afradu gwres pecyn
Mae dadansoddiad thermol yn gofyn am fodelau cynnyrch sglodion silicon manwl a chywir ac eiddo thermol tai. Mae cyflenwyr lled-ddargludyddion yn darparu priodweddau a phecynnu afradu gwres sglodion silicon IC, tra bod gweithgynhyrchwyr offer yn darparu gwybodaeth am ddeunyddiau modiwl. Mae defnyddwyr cynnyrch yn darparu gwybodaeth am yr amgylchedd defnydd.
Mae'r dadansoddiad hwn yn helpu dylunwyr IC i optimeiddio maint y pŵer FET ar gyfer y defnydd pŵer achos gwaethaf mewn dulliau gweithredu dros dro a statig. Mewn llawer o ICs electronig pŵer, mae'r pŵer FET yn meddiannu rhan sylweddol o'r ardal farw. Mae dadansoddiad thermol yn helpu dylunwyr i wneud y gorau o'u dyluniadau.
Yn gyffredinol, mae'r pecyn a ddewisir yn datgelu rhan o'r metel i ddarparu llwybr rhwystriant afradu gwres isel o'r sglodyn silicon i'r sinc gwres. Mae'r paramedrau allweddol sy'n ofynnol gan y model fel a ganlyn:
Cymhareb agwedd maint sglodion silicon a thrwch sglodion.
Arwynebedd a lleoliad y ddyfais bŵer, ac unrhyw gylchedau gyriant ategol sy'n cynhyrchu gwres.
Trwch strwythur y cyflenwad pŵer (y gwasgariad yn y sglodyn silicon).
Arwynebedd a thrwch y cysylltiad marw lle mae'r sglodyn silicon wedi'i gysylltu â'r padiau metel agored neu'r lympiau metel. Gall gynnwys canran bwlch aer y deunydd cysylltiad marw.
Arwynebedd a thrwch cyffordd padiau metel agored neu lympiau metel.
Defnyddiwch y deunydd mowld a maint pecyn y plwm cysylltiad.
Rhaid darparu priodweddau dargludedd thermol pob deunydd a ddefnyddir yn y model. Mae'r mewnbwn data hwn hefyd yn cynnwys newidiadau sy'n ddibynnol ar dymheredd ym mhob eiddo dargludiad gwres, sy'n cynnwys yn benodol:
Dargludedd thermol sglodion silicon
Cysylltiad marw, dargludedd thermol deunydd mowld
Dargludedd thermol wrth gyffordd padiau metel neu lympiau metel.
Rhyngweithio rhwng cynnyrch pecyn a PCB
Un o baramedrau pwysicaf efelychu afradu gwres yw canfod y gwrthiant thermol o'r pad i'r deunydd sinc gwres. Mae'r dulliau ar gyfer pennu'r gwrthiant thermol fel a ganlyn:
Bwrdd cylched FR4 aml-haen (a ddefnyddir yn gyffredin yw byrddau cylched pedair haen a chwe haen)
Bwrdd cylched un pen
Byrddau cylched uchaf a gwaelod
Mae'r llwybrau afradu gwres a gwrthiant thermol yn amrywio yn ôl gwahanol ddulliau gweithredu:
Cysylltu â pad afradu gwres y panel sinc gwres mewnol neu'r twll afradu gwres ar gyffordd yr ymwthiad. Defnyddiwch sodr i gysylltu'r pad thermol agored neu'r cysylltiad bymp â haen uchaf y PCB.
Agoriad ar y PCB o dan y pad thermol agored neu'r cysylltiad bwmp, y gellir ei gysylltu â'r sylfaen sinc gwres estynedig sy'n gysylltiedig â'r casin metel modiwl' s.
Defnyddiwch sgriwiau metel i gysylltu'r sinc gwres â'r sinc gwres ar haen gopr uchaf neu waelod PCB y gragen fetel. Defnyddiwch sodr i gysylltu'r pad thermol agored neu'r cysylltiad bymp â haen uchaf y PCB.
Yn ogystal, mae pwysau neu drwch y platio copr a ddefnyddir ar bob haen o'r PCB yn hollbwysig. O ran dadansoddiad o wrthwynebiad thermol, mae'r paramedr hwn yn effeithio'n uniongyrchol ar yr haenau sy'n gysylltiedig â'r padiau neu'r lympiau agored. A siarad yn gyffredinol, dyma'r haenau uchaf, sinc gwres, a gwaelod mewn bwrdd cylched printiedig amlhaenog.
Yn y rhan fwyaf o gymwysiadau, gall fod yn haen allanol copr dwy-owns (copr 2 owns=2.8 mils neu 71 µm), a haen fewnol copr 1-owns (1 owns copr=1.4 mils neu 35 µm), neu mae pob un ohonynt 1 owns haen gopr copr trwm. Mewn cymwysiadau electroneg defnyddwyr, mae rhai cymwysiadau hyd yn oed yn defnyddio 0.5 owns o gopr (0.5 owns o gopr=0.7 mils neu 18 µm) o haen.
