Berita PCB - Pertimbangan penyebaran panas rangkaian sirkuit kelajuan tinggi

Dalam rancangan sirkuit digital biasa, kita jarang mempertimbangkan penyebaran panas sirkuit terintegrasi, kerana konsumsi kuasa cip kelajuan rendah biasanya sangat kecil, dan dalam keadaan penyebaran panas biasa biasa, meningkat suhu cip tidak akan terlalu besar. Dengan peningkatan terus menerus kelajuan cip, konsumsi kuasa cip tunggal telah bertambah secara perlahan-lahan. Contohnya, penggunaan kuasa CPU Pentium Intel boleh mencapai 25W. Apabila keadaan biasa penyebaran panas tidak lagi boleh mengawal naik suhu cip di bawah indeks yang diperlukan, perlu menggunakan tindakan penyebaran panas yang sesuai untuk mempercepat pembebasan panas di permukaan cip, dan membuat cip berfungsi dalam julat suhu biasa.

Dalam keadaan normal, pemindahan panas termasuk tiga cara: kondukti, konveksi dan radiasi. Conduction merujuk kepada pemindahan panas antara objek yang menghubungi secara langsung dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah. Penyesuaian memindahkan panas melalui aliran cair, sementara radiasi tidak memerlukan sebarang media. Elemen pemanasan secara langsung melepaskan panas ke ruang sekeliling.

Dalam aplikasi praktik, terdapat dua cara untuk menghapuskan panas, radiator dan penggemar, atau penggunaan kedua-dua pada masa yang sama. Radiator melaksanakan panas cip ke radiator melalui kontak dekat dengan permukaan cip. Radiator biasanya konduktor panas yang baik dengan banyak pisau. Permukaannya diperbesar dengan besar meningkatkan radiasi panas dan pada masa yang sama mengelilingi udara. Ia juga boleh mengambil lebih panas. Penggunaan peminat juga dibahagi menjadi dua bentuk, satu dipasang secara langsung pada permukaan radiator, dan yang lain dipasang pada chassis dan rack untuk meningkatkan kadar aliran udara di seluruh ruang. Sama seperti undang-undang Ohm yang paling asas dalam pengiraan sirkuit, terdapat formula yang paling asas untuk pengiraan penyebaran panas:

Perbezaan suhu = resistensi panas * konsumsi kuasa

Dalam kes radiator, "resistensi" pembebasan panas diantara radiator dan udara sekeliling dipanggil resistensi panas, dan saiz "aliran panas" diantara radiator dan udara adalah mewakili oleh konsumsi kuasa cip, sehingga aliran panas tersebar oleh panas. Apabila radiator mengalir ke udara, disebabkan keberadaan perlahan panas, perbezaan suhu tertentu dijana antara radiator dan udara, sama seperti titik tegangan akan dijana apabila arus mengalir melalui resistor. Sama seperti, akan ada perlawanan panas tertentu antara sink panas dan permukaan cip. Unit tahan panas ialah °C/W. Apabila memilih radiator, selain pertimbangan dimensi mekanik, parameter yang paling penting adalah resistensi panas radiator. Semakin kecil resistensi panas, semakin kuat kapasitas penyebaran panas radiator. Berikut adalah contoh pengiraan kekebalan panas dalam desain sirkuit untuk memperlihatkan:

Keperlukan desain:

Konsum kuasa Chip: 20 watt

Suhu tertinggi yang permukaan cip tidak boleh melebihi: 85 darjah Celsius

Suhu persekitaran (maksimum): 55 darjah Celsius

Kira perlahan panas yang diperlukan.

Resistensi panas sebenar antara sink panas dan cip adalah sangat kecil, jadi 01 darjah Celsius/W dianggap sebagai kiraan. tetapi

(R + 0.1) * 20W = 85 darjah Celsius-55 darjah Celsius

Dapatkan R = 1.4 darjah Celsius/W

Hanya apabila resistensi panas sink panas terpilih kurang dari 1.4°C/W suhu permukaan cip tidak dapat melebihi 85°C.

Menggunakan ventilator boleh mengambil banyak panas dari permukaan radiator, mengurangkan perbezaan suhu antara radiator dan udara, dan mengurangkan resistensi panas antara radiator dan udara. Oleh itu, parameter resistensi panas radiator biasanya diwakili oleh jadual.

Yang di atas ialah perkenalan pertimbangan penyebaran panas dalam rancangan PCB kelajuan tinggi. Ipcb juga disediakan kepada penghasil PCB dan teknologi penghasilan PCB