Новости PCB - теплоотдача при проектировании высокоскоростных схем

In ordinary digital circuit design, мы редко рассматриваем теплоотдачу от интегральных схем, because the power consumption of low-speed chips is generally very small, при нормальных условиях естественного охлаждения, the temperature rise of the chip will not be too large. с ростом скорости чипа, the power consumption of a single chip has gradually increased. например, the power consumption of Intel's Pentium CPU can reach 25W. когда естественные условия охлаждения не могут больше контролировать повышение температуры кристалла ниже требуемого показателя, необходимо принять надлежащие меры по охлаждению для ускорения охлаждения поверхности кристалла, and make the chip work within the normal temperature range.

в нормальных условиях, the transfer of heat includes three ways: conduction, конвекция и излучение. проводимость - передача тепла от высокой температуры к низкой. конвекционная теплопередача через поток жидкости, и излучению не нужны никакие носители. The heating element directly releases heat to the surrounding space.

В практическом применении, there are two ways to dissipate heat, радиатор и вентилятор, or the use of both at the same time. радиатор через плотный контакт с поверхностью кристалла пропускает тепло чипа на радиатор. The radiator is usually a good heat conductor with many blades. его полностью расширяемая поверхность значительно увеличивает теплоизлучение, а также делает циркуляцию воздуха. It can also take away more heat. использование вентилятора также делится на две формы, one is directly installed on the surface of the radiator, другой установлен на корпус и станину для увеличения расхода воздуха во всем пространстве. Similar to the most basic Ohm's law in circuit calculations, для расчета теплоотдачи существует одна из основных формул:

разность температур = тепловое сопротивление * расход энергии

в радиаторе "сопротивление" теплоизлучению между радиатором и окружающим воздухом называется тепловое сопротивление, размер теплового потока между радиатором и воздухом определяется энергоемкостью кристалла, поэтому тепловой поток рассеян теплом. При направлении радиатора в воздух из - за теплового сопротивления между радиатором и воздухом возникает определенная разница температур, как при прохождении электрического тока через резистор происходит падение напряжения. также между радиатором и поверхностью кристалла будет определенное тепловое сопротивление. при выборе радиатора, помимо механического размера, наиболее важным параметром является тепловое сопротивление радиатора. Чем меньше тепловое сопротивление, тем больше теплоотдача радиатора. Ниже приводится пример расчёта теплового сопротивления при проектировании схемы, чтобы проиллюстрировать:

Design requirements:

производительность кристалла: 20 Вт

максимальная температура поверхности кристалла не может превышать 85 градусов по цельсию

температура окружающей среды (максимальная): 55°C

Calculate the thermal resistance of the required heat sink.

фактический тепловой барьер между радиатором и чипом очень мал, поэтому в качестве приблизительного значения используется температура 01°C / W. но

(R + 0.1 20W = 85°C - 55°C) *

получить R = 1.4 degree Celsius/W

температура поверхности кристалла может не превышать 85°C только в том случае, если тепловое сопротивление выбранного радиатора составляет менее 1,4°C / W.

Using a fan can take away a lot of heat from the surface of the radiator, уменьшить разность температур между радиатором и воздухом, and reduce the thermal resistance between the radiator and the air. поэтому, the thermal resistance parameters of the radiator are usually represented by a table.

выше приводится описание вопросов, связанных с радиацией, в рамках данного курса.высокоскоростное проектирование PCB. Ipcb is also provided to PCB manufacturers and PCB - производство technology