一種POL終端匹配電源的熱模擬研究
2)半負荷工作狀態(tài)
在仿真軟件ICEPAK中,設置環(huán)境溫度為17℃,強迫風冷,風速為0.8m/s,風向不變。在半負荷工作狀態(tài)下,電源的A面與B面仿真計算結果分別如圖7(a)、圖8(a)所示。
在相同的工作狀態(tài)、試驗條件下,對電源DDR12V4520進行考機試驗,得到電源A面與B面的溫度實際測量結果分別如圖7(b)、圖8(b)所示。
4 結束語
ICKPAK仿真模型建立得不能太復雜,單體尺寸不能相差太大,否則網(wǎng)格劃分時數(shù)量過多。當網(wǎng)格數(shù)小于20萬時,單機運算速度良好;大于40萬時,運算速度過于緩慢而影響計算。本試驗中的風道截面為120mm×120mm,如何測量風速十分關鍵。使用普通的風機式測風儀,會破壞整個試驗風道的平衡,不適用于本試驗,只適合于大環(huán)境的測量,例如機艙級或者機房級的測量。為了保證試驗的真實性和準確性,本試驗使用了點狀測風儀(EATVS一4W/Sensor),對原風道基本沒有影響,測量三個點的風速,取其算術平均值,因此所得的風速測量值十分可信。
計算所得的效率與實測的效率有一些差異,主要的原因是功率芯片的功耗計算值不夠精確,文獻中提供的功耗是在25℃時的給定值,但在實際運行時,溫度上升會使功耗有所上升。
L1,L2,L3上方的PCB區(qū)域有很多過孔,電流從B面通過這些過孔流到A面,引發(fā)PCB局部發(fā)熱。在計算時,沒有將過孔建立發(fā)熱模型,只是PCB整體均勻發(fā)熱,所以局部的溫度分布不很真實,L2上方測溫點的計算值與實驗值有6℃左右的差異。
如表3所示,計算值與實際測試值比較接近,說明模型和計算方法基本正確,可廣泛應用于電源模塊的熱能工作狀態(tài)評估。在今后的同類電源設計驗證中可采用此模擬仿真方法,無需搭建復雜的試驗平臺,可大大簡化設計驗證步驟,縮短設計周期,有效提高了設計效率,具有很大的實用價值。
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