การระบายความร้อนด้วยพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายของวงจร

การจําลองความร้อนเป็นส่วนสําคัญในการพัฒนาผลิตภัณฑ์พลังงานและให้แนวทางวัสดุผลิตภัณฑ์ การเพิ่มประสิทธิภาพขนาดของโมดูลคือแนวโน้มการพัฒนาของการออกแบบอุปกรณ์เทอร์มินัลซึ่งนํามาซึ่งการแปลงการจัดการการกระจายความร้อนจากอ่างความร้อนโลหะเป็นชั้นทองแดง PCB โมดูลบางโมดูลในปัจจุบันใช้ความถี่ในการสลับที่ต่ํากว่าสําหรับแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์และส่วนประกอบแบบพาสซีฟขนาดใหญ่ สําหรับการแปลงแรงดันไฟฟ้าและกระแส quiescent ขับวงจรภายในประสิทธิภาพของตัวควบคุมเชิงเส้นค่อนข้างต่ํา

เมื่อฟังก์ชั่นมีมากมายประสิทธิภาพจะสูงขึ้นและสูงขึ้นและการออกแบบอุปกรณ์จะมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ในเวลานี้การจําลองการกระจายความร้อนระดับ IC และระดับระบบมีความสําคัญมาก

อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทํางานของการใช้งานบางอย่างคือ 70 ถึง 125 °Cและอุณหภูมิของการใช้งานยานยนต์ขนาดตายบางตัวสูงถึง 140 ° C สําหรับการใช้งานเหล่านี้การทํางานอย่างต่อเนื่องของระบบเป็นสิ่งสําคัญมาก เมื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์การวิเคราะห์ความร้อนที่ถูกต้องภายใต้สถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดชั่วคราวและคงที่สําหรับการใช้งานสองประเภทข้างต้นมีความสําคัญมากขึ้น

เส้นทางการกระจายความร้อนและความต้านทานความร้อนแตกต่างกันไปตามวิธีการดําเนินการที่แตกต่างกัน: แผ่นกระจายความร้อนที่เชื่อมต่อกับแผงระบายความร้อนภายในหรือรูกระจายความร้อนที่จุดเชื่อมต่อของส่วนที่ยื่นออกมา ใช้บัดกรีเพื่อเชื่อมต่อแผ่นความร้อนที่สัมผัสหรือการเชื่อมต่อชนกับชั้นบนสุดของ PCB ช่องเปิดบน PCB ด้านล่างแผ่นความร้อนที่สัมผัสหรือการเชื่อมต่อชนซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับฐานอ่างความร้อนที่ขยายออกซึ่งเชื่อมต่อกับปลอกโลหะของโมดูล ใช้สกรูโลหะเพื่อเชื่อมต่ออ่างความร้อนกับอ่างความร้อนที่ชั้นทองแดงด้านบนหรือด้านล่างของ PCB ของเปลือกโลหะ ใช้บัดกรีเพื่อเชื่อมต่อแผ่นความร้อนที่สัมผัสหรือการเชื่อมต่อชนกับชั้นบนสุดของ PCB นอกจากนี้น้ําหนักหรือความหนาของการชุบทองแดงที่ใช้ในแต่ละชั้นของ PCB มีความสําคัญมาก ในแง่ของการวิเคราะห์ความต้านทานความร้อนชั้นที่เชื่อมต่อกับแผ่นสัมผัสหรือการกระแทกจะได้รับผลกระทบโดยตรงจากพารามิเตอร์นี้ โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้คือชั้นบนสุดอ่างความร้อนและชั้นล่างในแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น ในการใช้งานส่วนใหญ่อาจเป็นทองแดงสองออนซ์ (ทองแดง 2 ออนซ์ = 2.8 มิลลิลิตรหรือ 71 μm) ชั้นนอกและทองแดง 1 ออนซ์ (ทองแดง 1 ออนซ์ = 1.4 ล้านหรือ 35 μm) ชั้นในหรือทั้งหมดทั้งหมดเป็นชั้นหุ้มทองแดงหนัก 1 ออนซ์ ในการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์สําหรับผู้บริโภคบางตัวยังใช้ทองแดง 0.5 ออนซ์ (ทองแดง 0.5 ออนซ์ = 0.7 ล้านหรือ 18 μm)

ข้อมูลแบบจําลอง

การจําลองอุณหภูมิตายต้องใช้แผนภาพเค้าโครง IC ซึ่งรวมถึง FETs พลังงานทั้งหมดบนแม่พิมพ์และตําแหน่งจริงที่สอดคล้องกับหลักการบรรจุภัณฑ์และการบัดกรี

ขนาดและอัตราส่วนภาพของแต่ละ FET มีความสําคัญมากสําหรับการกระจายความร้อน ปัจจัยสําคัญอีกประการหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือ FETs ถูกขับเคลื่อนพร้อมกันหรือตามลําดับ ความถูกต้องของแบบจําลองขึ้นอยู่กับข้อมูลทางกายภาพและคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้               การวิเคราะห์พลังงานคงที่หรือค่าเฉลี่ยของแบบจําลองต้องใช้เวลาในการคํานวณสั้น ๆ และการบรรจบกันเกิดขึ้นเมื่อบันทึกอุณหภูมิสูงสุด

การวิเคราะห์ชั่วคราวต้องการข้อมูลการเปรียบเทียบเวลาพลังงาน เราใช้ขั้นตอนการวิเคราะห์ที่ดีกว่ากรณีแหล่งจ่ายไฟสลับเพื่อบันทึกข้อมูลเพื่อจับอุณหภูมิสูงสุดที่เพิ่มขึ้นอย่างแม่นยําในระหว่างการจ่ายไฟอย่างรวดเร็ว การวิเคราะห์ประเภทนี้โดยทั่วไปใช้เวลานานและต้องการอินพุตข้อมูลมากกว่าการจําลองพลังงานคงที่

รุ่นนี้สามารถจําลองรูขุมขนอีพ็อกซี่ในพื้นที่เชื่อมต่อตายหรือรูขุมขนชุบของอ่างความร้อน PCB ในทั้งสองกรณีรูขุมขนอีพ็อกซี่ / ชุบจะมีผลต่อความต้านทานความร้อนของบรรจุภัณฑ์

การจําลองความร้อนเป็นส่วนสําคัญของการพัฒนาผลิตภัณฑ์พลังงาน นอกจากนี้ยังสามารถแนะนําคุณในการตั้งค่าพารามิเตอร์ความต้านทานความร้อนครอบคลุมช่วงทั้งหมดตั้งแต่ชุมทางชิปซิลิคอน FET ไปจนถึงการใช้งานวัสดุต่าง ๆ ในผลิตภัณฑ์ เมื่อเราเข้าใจเส้นทางความต้านทานความร้อนที่แตกต่างกันเราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพระบบมากมายสําหรับทุกการใช้งาน

ข้อมูลนี้ยังสามารถใช้เพื่อกําหนดความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยการหดตัวและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิการทํางานโดยรอบ ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถใช้เพื่อช่วยให้ทีมพัฒนาผลิตภัณฑ์พัฒนาการออกแบบของพวกเขา