Hvernig á að hámarka afköst hringrásar og kostnað fyrir kælingu aflgjafa

Þegar hiti vörukerfisins eykst mun orkunotkun kerfisins aukast veldishraða, þannig að við hönnun rafkerfisins verður valin lausn með hærri straumi sem óhjákvæmilega leiðir til kostnaðarauka. Á ákveðnum tímapunkti eykst kostnaðurinn gríðarlega. Leyfðu mér að deila með þér grein um kælihönnun aflgjafa og uppgerð.

Hitauppgerð er mikilvægur þáttur í að þróa orkuvörur og veita leiðbeiningar um vöruefni. Hagræðing á formstuðli einingarinnar er þróunarstefna í hönnun endabúnaðar, sem veldur því vandamáli að skipta úr hitaköfum úr málmi yfir í varmastjórnun PCB koparlags. Sumar einingar nútímans nota lægri roftíðni fyrir aflgjafa fyrir rofa og stóra óvirka íhluti. Línulegir þrýstijafnarar eru óhagkvæmari fyrir spennuþýðingu og kyrrstrauma sem knýja innri hringrásir.

Eftir því sem tækjahönnun verður eiginleikaríkari, eykur afköst og tækjahönnun verður fyrirferðarmeiri, verður hitauppgerð á IC-stigi og kerfisstigi mikilvæg.

Sum forrit starfa við umhverfishitastig á bilinu 70 til 125 gráður, og sum bifreiðaforrit í deyjastærð geta náð hitastigi allt að 140 gráður, þar sem ótruflaður kerfisrekstur er mikilvægur. Nákvæm tímabundin og kyrrstæð varmagreining í verstu tilfellum fyrir báðar tegundir forrita verður sífellt mikilvægari þegar rafræn hönnun er hagrætt.

Hitastjórnun

Áskorunin við hitauppstreymi er að minnka pakkningastærð á sama tíma og þú náir meiri hitauppstreymi, hærra rekstrarhitastigi og lægri fjárhagsáætlun fyrir koparvarmalög. Mikil pökkunarnýting mun leiða til mikillar styrks hitamyndandi íhluta, sem leiðir til afar mikils hitaflæðis á IC og pakkningastigi.

Þættir sem þarf að hafa í huga í kerfinu eru nokkur önnur rafrásartæki sem geta haft áhrif á hitastig greiningartækisins, kerfisrými og loftflæðishönnun/takmarkanir. Það eru þrír þættir sem þarf að hafa í huga við hitastjórnun: pakka, borð og kerfi

Lágur kostnaður, lítill formstuðull, samþætting eininga og áreiðanleiki pakka eru nokkrir þættir sem þarf að hafa í huga þegar pakki er valinn. Þar sem kostnaður verður lykilatriði, eru hitabættir pakkar sem byggjast á leadframe að ná vinsældum. Þessi pakki inniheldur innbyggða hitavask eða óvarða púða og hitadreifara sem eru hannaðar til að bæta hitauppstreymi. Í sumum yfirborðsfestingarpakkningum eru sérstakar blýrammar með nokkrum leiðum sem eru sameinuð á hvora hlið pakkans til að virka sem hitadreifarar. Þessi nálgun veitir betri hitaleiðni fyrir hitaflutning frá deyjapúðanum.

IC og pakki hitauppgerð

Hitagreining krefst nákvæmrar og nákvæmrar kísildeyjavörulíköns og varmaeiginleika girðingar. Hálfleiðarabirgjar veita sílikon IC varma vélrænni eiginleika og umbúðir, en búnaðarframleiðendur veita upplýsingar um einingarefni. Notendur vöru veita upplýsingar um notkunarumhverfi.

Þessi greining hjálpar IC hönnuðum að hámarka afl-FET-víddir fyrir versta tilfelli afldreifingu í skammvinnri og kyrrstöðu. Í mörgum rafeindatækni rafeindatækni taka afl-FET umtalsverðan hluta deyjasvæðisins. Hitagreining hjálpar hönnuðum að hámarka hönnun sína.

Pakkinn sem valinn er afhjúpar venjulega hluta af málmnum til að veita lága hitaviðnámsleið frá kísildælunni að hitavaskinum. Lykilfæribreyturnar sem líkanið krefst eru sem hér segir:

Stærðarhlutfall kísildeyja og deyjaþykkt.

Rafmagnstæki svæði og staðsetning, og allar auka drifrásir sem mynda hita.

Þykkt kraftbyggingar (dreifing innan kísilflögunnar).

Tengisvæðið og þykktin þar sem kísildeyjan er tengd við óvarða málmpúða eða málmhögg. Getur falið í sér hundraðshluta fyrir loftgap sem tengist efni.

Flatarmál og þykkt óvarins málmpúðar eða málmhöggtengingar.

Pakkningastærð með mótunarefni og tengileiðum.

Krafist er hitaleiðni eiginleika fyrir hvert efni sem notað er í líkaninu. Þetta gagnainntak inniheldur einnig hitaháðar breytingar á öllum hitaflutningseiginleikum, þar á meðal:

Kísilflögur hitaleiðni

Varmaleiðni deyja festingar, mótunarefnis

Varmaleiðni við tengingu málmpúða eða málmhögg.

Pakkningategund (pakkavara) og PCB samspil

Mikilvæg færibreyta fyrir varmauppgerð er að ákvarða hitauppstreymi frá púðanum til hitaupptökuefnisins, sem hægt er að ákvarða á eftirfarandi hátt:

Fjöllaga FR4 plötur (fjögurra og sex laga plötur eru algengar)

einhliða hringrásarborð

Efsta og neðsta borð

Hita- og varmaviðnámsleiðir eru mismunandi eftir útfærslu:

Tengdu við varma púða á innri hitakólfinu eða hitauppstreymi við höggtengingar. Notaðu lóðmálmur til að tengja óvarða hitapúða eða höggtengingar við efsta lagið á PCB.

Op í PCB fyrir neðan óvarða hitapúðann eða höggtengingu sem hægt er að tengja við botn útstæðs hitauppsláttar sem er festur við málmhólf einingarinnar.

Notaðu málmskrúfur til að festa hitavaskinn við hitavaskinn á efsta eða neðsta koparlaginu á PCB málmhólfsins. Notaðu lóðmálmur til að tengja óvarða hitapúðann eða höggtenginguna við efsta lagið á PCB.

Einnig er þyngd eða þykkt koparhúðunarinnar sem notuð er á hverju lagi PCB mikilvæg. Fyrir hitauppstreymisgreiningu verða lög tengd óvarnum púða- eða höggtengingum beint fyrir áhrifum af þessari breytu. Almennt séð er þetta efsta, hitauppslátturinn og neðsta lagið í fjöllaga prentuðu hringrásarborði.

Í flestum forritum getur þetta verið tveggja aura kopar (2 únsur kopar=2.8 mils eða 71 µm) ytra lag og 1 aura kopar (1 únsa kopar=1.4 mils eða 35 µm) innra lag, eða allt. Bæði eru 1 oz koparlög. Í rafeindatækniforritum nota sumir jafnvel {{10}}.5 oz kopar (0.5 oz kopar=0.7 mils eða 18 µm) lög.

Líkangögn

Til að líkja eftir hitastigi deyja þarf IC-gólfplan sem inniheldur alla afl-FET á teningnum og raunverulegum staðsetningum þeirra til að uppfylla leiðbeiningar um lóða pakka.

Stærð og stærðarhlutfall hvers FET er mikilvægt fyrir varmadreifingu. Annar mikilvægur þáttur sem þarf að hafa í huga er hvort FET-tækin séu virkjuð samtímis eða í röð. Nákvæmni líkans fer eftir eðlisfræðilegum gögnum og efniseiginleikum sem notuð eru.

Stöðug eða meðalaflsgreining líkansins krefst stutts útreikningstíma og samleitni á sér stað þegar hæsti hiti er skráður.

Tímabundin greining krefst gagna um orku á móti tíma. Við skráðum gögnin með því að nota betra upplausnarskref en skiptiaflgjafahylkið til að fanga nákvæmlega hámarkshitahækkunina við hraðvirka aflpúls. Þessi greining er venjulega tímafrek og krefst meiri gagnainntaks en eftirlíkingar á stöðuafli.

Þetta líkan líkir eftir epoxýholum á deyjafestingarsvæðinu, eða málun tómarúma í PCB heatsink. Í báðum tilfellum geta epoxý-/húðunarholar haft áhrif á hitaþol pakkans

Hitauppgerð er mikilvægur þáttur í þróun orkuafurða. Að auki leiðbeinir það þér í gegnum stillingar hitauppstreymisbreyta, frá FET mótum kísilflögunnar til útfærslu ýmissa efna í vörunni. Þegar mismunandi varmaviðnámsleiðir hafa verið skildar er hægt að fínstilla mörg kerfi fyrir öll forrit.

Sinda Thermal er faglegur hitauppstreymi sérfræðingur, við getum veitt bjartsýni varma hönnun fyrir viðskiptavini okkar, og boðið samkeppnishæfasta verð og frábær gæði hita vaskar fyrir alþjóðlega viðskiptavini. Ef þú hefur einhverjar hitaupplýsingar skaltu ekki hika við að hafa samband við okkur.