大多数电子元件散热时电流流过。的热量取决于力量,设备特点和电路设计。除了组件,电气连接的电阻,铜的痕迹,并通过为一些热量,和功率损失。
为了避免失败或电路故障,设计师应该瞄准生产多氯联苯,并保持在安全的温度范围内。虽然一些电路将没有额外的冷却,有添加散热片的情况下,冷却风扇,或者几种机制的组合是不可避免的。
本文将讨论设计实践,以确保更好的热管理,包括一些常见的方法来去除多余的热量从PCB。
基于图像LattePanda单板计算机。图像中加雷思Halfacree。(2.0 CC冲锋队]
良好的PCB设计实践
设计中需要考虑的重大问题:
- 性能数据和维度的组件
- 主要的散热组件
- PCB的大小
- PCB材料、布局和组件位置
- 越来越多的外围设备
- 应用程序环境的温度
- 热量消散
- 适当的冷却方法,即。、冷却风扇、散热器等。
一个最佳实践是管理组件和系统级的温度,同时考虑操作环境。时需要考虑的因素决定一个冷却机制包括半导体的包属性、散热性能等。这些信息通常可以从制造商的数据表。
自然对流冷却是足够的多氯联苯与少量的散热。然而,多氯联苯,多余的热量需要散热器,热管,球迷,厚铜或一些冷却技术的结合。
减少热阻
较低的热阻确保热量转移通过材料快得多。这种阻力成正比热路径的长度和横截面积成反比,导热系数的热路径。
热阻\[\θ= \压裂{t}{\乘以K} \]
在哪里
- t材料的厚度吗
- K是热导率的因素
- 一个是横截面积
设计师经常热阻降低:
- 使用薄PCB减少热路径
- 增加热通过垂直的热传导
- 铜箔和厚的横向热传导
热传导的热通过概述。图像使用的罗姆半导体
确定组件可能更多的热量消散
重要的是要理解哪些组件生成最炎热和决定最好的去除机制。使用制造商的数据表,一个设计师应该找出设备的热功率和特点。通常,制造商将提供指导如何去除多余的热量。
考虑组件的位置、方向和组织
组件应该位于地区提供更多的力量消散最好的排热。这个不应该在角落或边缘的PCB,除非有一个散热器。放置组件附近周围的中产确保散热设备,然而,应该有足够的空间足够的空气流通。
尽管它可能很难确保即使温度分布,重要的是要避免集中大功率组件组合在一起。均匀防止销售热点。
另一个好的做法是将敏感部件,如小ICs,晶体管,在低温地区和电解电容器。在依靠对流冷却回路,安排组件,比如ICs在水平或垂直的方式有助于热管理。
如何识别与PCB热的问题
设计者可以使用各种技术来识别潜在的问题。流行的方法包括使用热分析工具视觉检查,红外摄像机。
进行热分析
执行热分析建立组件和PCB如何行为在不同的温度和其他条件。分析为设计师提供了一个想法的热量生成和传输电路内。
设计者可以使用来分析结果和模拟技术,将帮助他们更好地管理。
PCB热分析。图片由垫
视觉检查董事会停电
目视检查是一种简单的方法来找到过热的迹象,燃烧或部分损坏的组件,干燥的关节,灭弧,等等的一些可见的症状包括膨胀组件,燃烧组件和变色PCB上的斑点。除了视觉分析,闻到从董事会也可以点到加热问题。
使用红外摄像机
测试工程师可以使用红外摄像机来评估动力的原型板热肉眼看不见问题和识别问题。除了显示领域有多余的热量,相机有时可以识别假冒或有缺陷的零件的热特征不同于那些真正的组件。
热成像摄像机也可以检测跟踪的位置有焊锡不足,因此更高的阻力和更多的散热。
如何把热量从电路板
有几种技术,设计师可以使用它来将热量从组件和多氯联苯。常见的机制包括散热器,散热风扇,热管道,厚铜。多数情况下,电路产生更多的热量需要一个以上的技术。例如,冷却笔记本电脑处理器和显示芯片需要散热器,热管和风扇。
散热片和风扇
散热器是一种导热金属部分有一个很大的表面积,通常连接到组件(如功率晶体管和开关设备。散热器允许组件热在一个更大的区域和消散热量转移到环境。在某些情况下,如大电流电源,添加一个冷却风扇帮助更快和更好的排热。
热管
热管与有限的空间适合小型设备。管道提供一个可靠和具有成本效益的被动传热。好处包括无振动操作,良好的导热性,低维护,和安静的操作,因为它们没有移动部件。
一个典型的管包含少量的氮、水、丙酮、或氨。这些液体有助于吸收热量,在它们一起释放蒸汽管道。管有一个冷凝器,蒸汽经过,它凝结回到液态形式和循环再次开始。
热通过数组
热通过增加铜的质量和面积,降低热阻,提高关键部件通过传导散热。因此,实现更好的性能时,通过被放在靠近热源。
在某些应用程序中,热量从一个设备,如热优化的集成电路,进行了通过热通过数组的组合和垫。这消除了需要一个散热器,同时提高通过PCB的散热。
热通过数组。图像使用的德州仪器公司
粗铜的痕迹
使用更多的铜提供了一个更大的表面积,有助于热量分布和耗散。这样的多氯联苯是适合高功率应用程序。
结论
PCB热管理技术取决于许多因素,包括部件和电路的热量消散,环境,整体设计,外壳。如果生热性很低,没有额外的冷却电路可以工作。然而,如果电路产生大量的热量,应该有一个冷却机制来带走热量。
提供热优化的多氯联苯,设计者应该考虑一切影响温度的概念阶段,在设计和制造阶段。
