PCB热规划运用
因为多相位稳压器运用要求的功率等级越来越高,一起可用的电路板面积又在不断减小,PCB电路板走线规划已经成为稳压器热规划的重要组成部分。PCB板能够协助发出稳压器发生的大部分热量,并且在许多状况下这是仅有的散热办法。规划杰出的走线能够经过增强MOSFET和IC周围的有用热导率来改进电路板的热功用。
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别的一方面,为了降低成本,又需求削减不必要的走线。因而为了满意上述方针,有必要在规划阶段对稳压器周围的PCB热导率改变及其对稳压器热功用的影响进行*估和调整。
常见的热剖析办法是依据铜层的数量、厚度和覆盖百分比及电路板总厚度核算整个电路板的有用并行和正常导热率的均匀值,然后运用均匀并行和正常热导率核算电路板的热传导。然而在有必要考虑电路板热导率部分改变的场合,这种办法并不适宜。
Icepak是一种热建模的软件东西,能够用于研讨电路板中热导率的部分改变。除了核算流体动力学(CFD)功用外,该软件东西还把电路板的走线和过孔状况考虑进去,从而核算整个电路板上的热导率散布。这个特性使得Icepak十分适用于以下研讨工作。
原始规划和模型验证
Icepak模型是依据1U服务器运用中的ECAD文件创立的。原始电路板的走线和过孔信息被导入到模型中(图1a)。
为了查看热导率散布状况,能够将45℃恒温边界条件指配给PCB板的反面,一起将均匀的热流量边界条件指配给其顶部。核算成果如图1b所示。
在图1b中,高温代表了低的热导率,低温代表了高的热导率。从图中能够看出,在没有走线的区域温度较高,在走线较多的区域温度较低。在有大过孔的区域,温度挨近45℃。
这表明热导率散布与原始规划中的走线散布是共同的。为了取得小孔的部分效应,应该运用较小的布景栅格尺度。
在本例中,布景栅格尺度为1×1mm。每个栅格包括一个电路板单元,该单元具有自己的X、Y和Z坐标方向的热导率,一般状况下它们具有不同的值。
在该模型中,稳压器元件和走线的功率丢失如表1所示。这些功率丢失值在前述测验中得到了验证。
1U运用模型如图2a所示,其间的电路板上方存在着空气活动。环境温度为25℃,内部空气流速为400LFM。图2b给出了电路板上外表和元件的温度。具有较高温度的元件是稳压器中的MOSFET。
当把每个要害元件组的最大温度的仿真成果与测验成果比照时,咱们发现它们具有很好的共同性。
削减电路板走线