L'actualité PCB - Considérations de dissipation de chaleur de conception de circuit à grande vitesse

Dans la conception de circuit numérique ordinaire, nous considérons rarement la dissipation de chaleur du circuit intégré, car la consommation d'énergie des puces à faible vitesse est généralement faible, dans des conditions normales de dissipation de chaleur naturelle, l'augmentation de température de la puce n'est pas trop importante. Avec l'amélioration continue de la vitesse de La puce, la consommation d'énergie de la puce individuelle augmente également progressivement. Par exemple, la consommation d'énergie d'un processeur Pentium d'Intel peut atteindre 25 W. Lorsque les conditions naturelles de dissipation de chaleur ne peuvent plus contrôler l'augmentation de la température de la puce en dessous de l'indicateur requis, des mesures de dissipation de chaleur appropriées doivent être prises pour accélérer la libération de chaleur à la surface de la puce afin que la puce fonctionne dans la plage de température normale.

Dans des conditions normales, le transfert de chaleur se fait de trois façons: par conduction, convection et rayonnement. La conduction fait référence au transfert de chaleur entre des objets en contact direct d'une température plus élevée à une température plus basse. La convection transmet la chaleur par l'écoulement du fluide, tandis que le rayonnement ne nécessite aucun média. L'élément chauffant libère la chaleur directement dans l'espace environnant.

Dans les applications pratiques, il existe deux façons de dissiper la chaleur, un radiateur et un ventilateur, ou les deux à la fois. Le radiateur conduit la chaleur de la puce au radiateur par contact étroit avec sa surface. Les radiateurs sont généralement de bons conducteurs de chaleur avec de nombreuses lames. Sa surface entièrement expansée augmente considérablement le rayonnement thermique tout en faisant circuler l'air. Il enlève également plus de chaleur. L'utilisation des ventilateurs est également divisée en deux formes, l'une directement sur la surface du radiateur et l'autre sur le châssis et le rack pour augmenter le débit d'air dans tout l'espace. Semblable à la loi d'ohm la plus élémentaire dans le calcul des circuits, le calcul de la dissipation thermique a une formule la plus élémentaire:

Différence de température = résistance thermique * consommation électrique

Dans le cas d'un radiateur, la "résistance" à la dissipation de chaleur entre le radiateur et l'air ambiant est appelée résistance thermique et l'ampleur du "flux de chaleur" entre le radiateur et l'air est représentée par la consommation électrique de la puce, ce qui permet de dissiper le flux de chaleur à travers la chaleur. Lorsque le radiateur s'écoule vers l'air, une certaine différence de température se crée entre le radiateur et l'air en raison de la présence d'une résistance thermique, tout comme une chute de tension se produit lorsqu'un courant électrique traverse une résistance. De même, il y aura une certaine résistance thermique entre le radiateur et la surface de la puce. L'unité de résistance thermique est ° C / W. lors du choix d'un radiateur, le paramètre le plus important, en plus de prendre en compte les dimensions mécaniques, est la résistance thermique du radiateur. Plus la résistance thermique est faible, plus la capacité de dissipation de chaleur du radiateur est forte. Voici un exemple de calcul de résistance thermique dans la conception de circuits pour illustrer:

Exigences de conception:

Consommation électrique de la puce: 20 Watts

Température maximale à ne pas dépasser sur la surface de la puce: 85 degrés Celsius

Température ambiante (max): 55 degrés Celsius

Calculez la résistance thermique du radiateur souhaité.

La résistance thermique réelle entre le radiateur et la puce est très faible, alors prenez 01 degrés Celsius / W comme valeur approximative. Mais

(R + 0,1) * 20W = 85 degrés Celsius - 55 degrés Celsius

On obtient r = 1,4°c / W

La température de surface de la puce ne peut dépasser 85°c que si la résistance thermique du radiateur sélectionné est inférieure à 1,4°c / W.

L'utilisation d'un ventilateur peut enlever beaucoup de chaleur de la surface du radiateur, réduire la différence de température entre le radiateur et l'air et réduire la résistance thermique entre le radiateur et l'air. Ainsi, les paramètres de résistance thermique des radiateurs sont généralement exprimés par des tableaux.

Ci - dessus est une introduction aux considérations de dissipation de chaleur dans la conception de PCB à grande vitesse. IPCB est également fourni aux fabricants de PCB et à la technologie de fabrication de PCB