बिजली की आपूर्ति का थर्मल डिजाइन

पावर मॉड्यूल की थर्मल समस्या मॉड्यूल की विश्वसनीयता को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचाएगी, और उत्पाद की विफलता दर तेजी से बढ़ेगी। अगर पावर मॉड्यूल गर्म हो जाए तो मुझे क्या करना चाहिए? मॉड्यूल थर्मल डिज़ाइन के दृष्टिकोण से, यह लेख आपको विभिन्न निम्न-तापमान वृद्धि, उच्च-विश्वसनीयता बिजली आपूर्ति डिज़ाइन और अनुप्रयोग समाधानों से परिचित कराता है।

उच्च शक्ति घनत्व वाले पावर मॉड्यूल की विश्वसनीयता पर उच्च तापमान का बहुत प्रभाव पड़ता है। उच्च तापमान इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के जीवन को कम कर देगा, ट्रांसफार्मर तामचीनी तारों की इन्सुलेशन विशेषताओं, ट्रांजिस्टर क्षति, सामग्री थर्मल उम्र बढ़ने, कम पिघलने बिंदु वेल्ड क्रैकिंग, सोल्डर जोड़ों का गिरना, और उपकरणों के बीच यांत्रिक तनाव में वृद्धि होगी। आंकड़े बताते हैं कि इलेक्ट्रॉनिक घटकों के तापमान में प्रत्येक 2 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के लिए, विश्वसनीयता 10% कम हो जाती है।

थर्मल समाधान कैसे डिजाइन करें?

सर्किट संरचना और घटकों से होने वाले नुकसान को कम करें: जैसे कि बेहतर नियंत्रण विधियों और प्रौद्योगिकियों को अपनाना, उच्च आवृत्ति वाली सॉफ्ट-स्विचिंग तकनीक, चरण-स्थानांतरण नियंत्रण तकनीक, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन टेक्नोलॉजी, आदि, कम-शक्ति वाले घटकों का चयन करने के अलावा कम करने के लिए हीटिंग घटकों की संख्या, बिजली की आपूर्ति की दक्षता में सुधार के लिए मोटी मुद्रित लाइन की चौड़ाई बढ़ाएं;

घटकों की पैकेजिंग का घटकों के तापमान वृद्धि पर बहुत प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, प्रौद्योगिकी में अंतर के कारण, DFN पैकेज्ड MOS ट्यूब DPAK (TO252) पैकेज्ड MOS ट्यूब की तुलना में गर्मी को नष्ट करना आसान है। एक ही नुकसान की स्थिति के तहत, पूर्व का तापमान वृद्धि अपेक्षाकृत कम होगी। आम तौर पर, पैकेज का प्रतिरोध जितना बड़ा होगा, रेटेड शक्ति उतनी ही अधिक होगी, और समान नुकसान की स्थिति में, सतह के तापमान में वृद्धि कम होगी।

कभी-कभी, सर्किट पैरामीटर और प्रदर्शन सामान्य लगते हैं, लेकिन वास्तव में बड़ी समस्याएं छिपी होती हैं। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, एक निश्चित सर्किट के मूल प्रदर्शन में कोई समस्या नहीं है, लेकिन कमरे के तापमान पर, MOS ट्यूब के ड्राइविंग रेसिस्टर की सतह का तापमान इन्फ्रारेड थर्मल इमेजर से मापा जाने पर 95.2 ° C तक पहुंच जाता है। लंबे समय तक काम या उच्च तापमान वाले वातावरण में, प्रतिरोध बर्नआउट और मॉड्यूल क्षति की समस्याएं उत्पन्न होना बहुत आसान है। सर्किट मापदंडों को समायोजित करके, रोकनेवाला के ओमिक गर्मी के नुकसान को कम किया जाता है, और रोकनेवाला पैकेज को 0603 से 0805 में बदल दिया जाता है, जो सतह के तापमान को बहुत कम कर देता है।

पीसीबी डिजाइन अनुकूलित थर्मल डिजाइन

पीसीबी की तांबे की त्वचा का क्षेत्र, तांबे की त्वचा की मोटाई, बोर्ड की सामग्री, और पीसीबी परतों की संख्या सभी मॉड्यूल के गर्मी अपव्यय को प्रभावित करते हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला बोर्ड FR4 (एपॉक्सी रेजिन) एक अच्छी तापीय चालकता सामग्री है, और पीसीबी पर घटकों की गर्मी को पीसीबी के माध्यम से नष्ट किया जा सकता है। विशेष अनुप्रयोगों में, कम तापीय प्रतिरोध वाले प्लेट भी होते हैं जैसे एल्यूमीनियम सब्सट्रेट या सिरेमिक सबस्ट्रेट्स।

पीसीबी के लेआउट और रूटिंग को मॉड्यूल की गर्मी अपव्यय पर भी विचार करना चाहिए:

बड़ी गर्मी उत्पन्न करने वाले घटकों को स्टैकिंग लेआउट से बचना चाहिए, और गर्मी को समान रूप से बोर्ड पर वितरित करने का प्रयास करना चाहिए;

गर्मी संवेदनशील घटकों को विशेष रूप से गर्मी स्रोतों से दूर रखा जाना चाहिए;

जब आवश्यक हो तो बहु-परत पीसीबी का प्रयोग करें;

शक्ति तत्व के पिछले हिस्से को तांबे के विमान से लेपित किया जाता है ताकि गर्मी को नष्ट किया जा सके, और"हॉट होल" का उपयोग किया जा सके; पीसीबी के एक तरफ से दूसरी तरफ गर्मी स्थानांतरित करने के लिए।

अधिक प्रभावी गर्मी लंपटता तकनीक का उपयोग करें: रेडिएटर, एयर कूलिंग (प्राकृतिक संवहन और मजबूर वायु शीतलन), तरल शीतलन (पानी, तेल), थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग, हीट पाइप सहित गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए चालन, विकिरण और संवहन तकनीक का उपयोग करें। आदि। ।

थर्मल डिजाइन में, आपको इस पर भी ध्यान देना चाहिए:

वाइड-वोल्टेज इनपुट वाले पावर मॉड्यूल के लिए, हाई-वोल्टेज इनपुट और लो-वोल्टेज इनपुट के हीटिंग पॉइंट और हीट डिस्ट्रीब्यूशन पूरी तरह से अलग हैं, और एक व्यापक मूल्यांकन की आवश्यकता है। शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा के दौरान ताप बिंदु और गर्मी वितरण का भी मूल्यांकन किया जाना चाहिए;

पॉटिंग पावर मॉड्यूल में, पॉटिंग ग्लू अच्छी तापीय चालकता वाली सामग्री है। मॉड्यूल के आंतरिक घटकों की सतह के तापमान में वृद्धि को और कम किया जाएगा।

उपर्युक्त बिजली आपूर्ति थर्मल डिजाइन तकनीकों के अलावा, उच्च-प्रदर्शन पृथक डीसी-डीसी पावर मॉड्यूल को भी सीधे चुना जा सकता है, जो सिस्टम के लिए अत्यधिक विश्वसनीय बिजली आपूर्ति अलगाव समाधान प्रदान कर सकता है। बिजली आपूर्ति डिजाइन अनुभव के लगभग 20 वर्षों के संचय के आधार पर, ZHIYUAN इलेक्ट्रॉनिक्स ने स्वतंत्र रूप से विकसित और डिजाइन किया है स्वतंत्र बिजली आपूर्ति आईसी सभी काम करने की जरूरतों को पूरा करने के लिए सभी कामकाजी परिस्थितियों के लिए अनुकूलित निरंतर वोल्टेज डीसी-डीसी बिजली की आपूर्ति की पी श्रृंखला बनाने के लिए। स्थितियां और उपयोगकर्ताओं को स्थिर और उच्च गुणवत्ता वाली बिजली आपूर्ति समाधान योजना प्रदान करती हैं। पारंपरिक समाधानों की तुलना में, ZHIYUAN Electronics की स्वायत्त बिजली आपूर्ति IC शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा और अति-तापमान सुरक्षा जैसे सुरक्षा कार्यों को एकीकृत करती है। इसमें उच्च एकीकरण और विश्वसनीयता है, जो सभी कामकाजी परिस्थितियों में उच्च दक्षता और स्थिर बिजली आपूर्ति सुनिश्चित करता है, और उपयोगकर्ताओं को I / O और संचार प्रदान कर सकता है। अलगाव जैसे अनुप्रयोग मानक और विश्वसनीय बिजली आपूर्ति समाधान प्रदान करते हैं।