सर्किट प्रदर्शन और लागत को अनुकूलित करने के लिए बिजली आपूर्ति शीतलन

थर्मल सिमुलेशन बिजली उत्पादों को विकसित करने और उत्पाद सामग्री दिशानिर्देश प्रदान करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। मॉड्यूल के आकार का अनुकूलन टर्मिनल उपकरण डिजाइन की विकास प्रवृत्ति है, जो धातु गर्मी सिंक से पीसीबी तांबे की परत में गर्मी अपव्यय प्रबंधन के रूपांतरण के बारे में लाता है। कुछ मॉड्यूल आज स्विच-मोड बिजली आपूर्ति और बड़े निष्क्रिय घटकों के लिए कम स्विचिंग आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। आंतरिक सर्किट को चलाने वाले वोल्टेज रूपांतरण और मौन धारा के लिए, रैखिक नियामक की दक्षता अपेक्षाकृत कम है।

जैसे-जैसे फ़ंक्शन अधिक प्रचुर मात्रा में होते जाते हैं, प्रदर्शन उच्च और उच्च होता जाता है, और डिवाइस का डिज़ाइन तेजी से कॉम्पैक्ट होता जाता है। इस समय, आईसी-स्तर और सिस्टम-स्तरीय गर्मी अपव्यय अनुकरण बहुत महत्वपूर्ण हो जाता है।

कुछ अनुप्रयोगों के काम के माहौल का तापमान 70 से 125 डिग्री सेल्सियस है, और कुछ मरने के आकार के ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों का तापमान 140 डिग्री सेल्सियस तक भी है। इन अनुप्रयोगों के लिए, सिस्टम का निर्बाध संचालन बहुत महत्वपूर्ण है। इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन का अनुकूलन करते समय, उपरोक्त दो प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए क्षणिक और स्थिर सबसे खराब स्थिति के तहत सटीक थर्मल विश्लेषण तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है।

विभिन्न कार्यान्वयन विधियों के अनुसार गर्मी अपव्यय और थर्मल प्रतिरोध पथ अलग-अलग होते हैं: आंतरिक गर्मी सिंक पैनल से जुड़े गर्मी अपव्यय पैड या प्रोट्रूशियंस के जंक्शन पर गर्मी अपव्यय छेद। पीसीबी की ऊपरी परत से उजागर थर्मल पैड या बम्प कनेक्शन को जोड़ने के लिए सोल्डर का उपयोग करें। एक्सपोज्ड थर्मल पैड या बम्प कनेक्शन के नीचे पीसीबी पर एक ओपनिंग, जिसे मॉड्यूल's मेटल केसिंग से जुड़े विस्तारित हीट सिंक बेस से जोड़ा जा सकता है। धातु के खोल के पीसीबी के ऊपर या नीचे तांबे की परत पर हीट सिंक को हीट सिंक से जोड़ने के लिए धातु के शिकंजे का उपयोग करें। पीसीबी की ऊपरी परत से उजागर थर्मल पैड या बम्प कनेक्शन को जोड़ने के लिए सोल्डर का उपयोग करें। इसके अलावा, पीसीबी की प्रत्येक परत पर प्रयुक्त कॉपर प्लेटिंग का वजन या मोटाई बहुत महत्वपूर्ण है। थर्मल प्रतिरोध विश्लेषण के संदर्भ में, उजागर पैड या धक्कों से जुड़ी परतें इस पैरामीटर से सीधे प्रभावित होती हैं। सामान्यतया, ये एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड में शीर्ष, हीट सिंक और नीचे की परतें हैं। अधिकांश अनुप्रयोगों में, यह दो-औंस तांबा (2 औंस तांबा=2.8 मिलियन या 71 माइक्रोन) बाहरी परत, और 1-औंस तांबा (1 औंस तांबा=1.4 मिलियन या 35 माइक्रोन) आंतरिक परत, या सभी हो सकता है। 1 औंस भारी तांबे की परत। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों में, कुछ अनुप्रयोग तांबे के 0.5 औंस (तांबा के 0.5 औंस=0.7 मिलियन या 18 माइक्रोन) परत का भी उपयोग करते हैं।

मॉडल डेटा

मरने के तापमान को सिम्युलेट करने के लिए एक आईसी लेआउट आरेख की आवश्यकता होती है, जिसमें मरने पर सभी पावर एफईटी और पैकेजिंग और सोल्डरिंग सिद्धांतों का अनुपालन करने वाली वास्तविक स्थिति शामिल होती है।

गर्मी वितरण के लिए प्रत्येक FET का आकार और पहलू अनुपात बहुत महत्वपूर्ण है। विचार करने के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण कारक यह है कि क्या एफईटी एक साथ या क्रमिक रूप से संचालित होते हैं। मॉडल की सटीकता उपयोग किए गए भौतिक डेटा और भौतिक गुणों पर निर्भर करती है।

मॉडल के स्थिर या औसत शक्ति विश्लेषण के लिए केवल थोड़े समय की गणना की आवश्यकता होती है, और अधिकतम तापमान दर्ज होने के बाद अभिसरण होता है।

क्षणिक विश्लेषण के लिए पावर-टाइम तुलना डेटा की आवश्यकता होती है। हमने तेज बिजली दालों के दौरान चरम तापमान वृद्धि को सटीक रूप से पकड़ने के लिए डेटा रिकॉर्ड करने के लिए स्विचिंग पावर सप्लाई केस की तुलना में बेहतर विश्लेषणात्मक प्रक्रिया का उपयोग किया। इस प्रकार का विश्लेषण आम तौर पर समय लेने वाला होता है और इसके लिए स्थैतिक बिजली सिमुलेशन की तुलना में अधिक डेटा इनपुट की आवश्यकता होती है।

यह मॉडल डाई कनेक्शन क्षेत्र में एपॉक्सी छिद्रों या पीसीबी हीट सिंक के चढ़ाना छिद्रों का अनुकरण कर सकता है। दोनों ही मामलों में, एपॉक्सी/प्लेटिंग पोर्स पैकेज के थर्मल प्रतिरोध को प्रभावित करेंगे।

थर्मल सिमुलेशन बिजली उत्पादों के विकास का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसके अलावा, यह आपको उत्पाद में विभिन्न सामग्रियों के कार्यान्वयन के लिए सिलिकॉन चिप एफईटी जंक्शन से पूरी श्रृंखला को कवर करते हुए थर्मल प्रतिरोध पैरामीटर सेट करने के लिए भी मार्गदर्शन कर सकता है। एक बार जब हम विभिन्न थर्मल प्रतिरोध पथों को समझ लेते हैं, तो हम सभी अनुप्रयोगों के लिए कई प्रणालियों को अनुकूलित कर सकते हैं।

इस डेटा का उपयोग व्युत्पन्न कारक और परिवेश के ऑपरेटिंग तापमान में वृद्धि के बीच संबंध को निर्धारित करने के लिए भी किया जा सकता है। इन परिणामों का उपयोग उत्पाद विकास टीमों को अपने डिजाइन विकसित करने में मदद करने के लिए किया जा सकता है।