PCB上的器件熱耦合與散熱解決方案(圖文)
圖5：具有兩個組件的PCB的簡單電阻網絡。
在節點J1，J2處應用能量平衡，b1和b2：
有四個方程和四個未知數：Tj1，Tj2。 Tb1和Tb2。未知數可以通過求解聯立方程來確定。這個簡單的例子表明，通過傳導路徑耦合兩個元件，找到結溫會變得復雜得多。在實際應用中，當遇到具有不同導電平面的多個組件和多個PCB時，情況比上述示例復雜得多，所有導電平面都通過傳導，對流和輻射相互作用。
為了獲得合理的答案，設計師必須使用合理的工程判斷來近似不同組件之間的耦合。這可以通過以下方法實現：
方法1 - 使用控制體積法或電阻網絡模型的分析模型。這種方法需要過度簡化問題;否則解決方案變得非常復雜和不切實際。
方法2 - 在簡化幾何上使用CFD，如Guenin ［4］ 所述。該方法表明組件的等效表面積為：
其中An是組件的等效占位面積，Pn是組件的功耗，PTotal是總功耗，ATotal是PCB的總表面積。在計算等效占位面積之后，可以使用CFD模擬具有占位面積An和功耗為1瓦的單個元件的簡單PCB。此過程可有效計算電路板溫度與環境溫度（θBA）之間的差值，功耗為1瓦。圖6顯示了一個這樣的元件的CFD模擬，圖7顯示了θBA作為PCB尺寸的函數。圖7可用于通過簡單計算其有效占地面積來確定其他組件的θBA。假設所有組件具有相同的占位面積。
圖6：PCB上單個組件的CFD模擬
圖7：作為PCB尺寸 4 的函數的ΘBA分布。
《 p》電路板溫度可以計算如下：
結溫可以計算為：
其中ψJB是特征參數。
方法3 - 如果PCB可用，通過實驗測量電路板溫度TB，并使用公式8來查找結溫。同樣，這是近似值，因為器件耦合到PCB的條件可能與JEDEC測試板使用的條件完全不同。
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