一種POL終端匹配電源的熱模擬研究

2)半負(fù)荷工作狀態(tài)
在仿真軟件ICEPAK中，設(shè)置環(huán)境溫度為17℃，強(qiáng)迫風(fēng)冷，風(fēng)速為0．8m／s，風(fēng)向不變。在半負(fù)荷工作狀態(tài)下，電源的A面與B面仿真計(jì)算結(jié)果分別如圖7(a)、圖8(a)所示。

在相同的工作狀態(tài)、試驗(yàn)條件下，對(duì)電源DDR12V4520進(jìn)行考機(jī)試驗(yàn)，得到電源A面與B面的溫度實(shí)際測(cè)量結(jié)果分別如圖7(b)、圖8(b)所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
ICKPAK仿真模型建立得不能太復(fù)雜，單體尺寸不能相差太大，否則網(wǎng)格劃分時(shí)數(shù)量過(guò)多。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)小于20萬(wàn)時(shí)，單機(jī)運(yùn)算速度良好；大于40萬(wàn)時(shí)，運(yùn)算速度過(guò)于緩慢而影響計(jì)算。本試驗(yàn)中的風(fēng)道截面為120mm×120mm，如何測(cè)量風(fēng)速十分關(guān)鍵。使用普通的風(fēng)機(jī)式測(cè)風(fēng)儀，會(huì)破壞整個(gè)試驗(yàn)風(fēng)道的平衡，不適用于本試驗(yàn)，只適合于大環(huán)境的測(cè)量，例如機(jī)艙級(jí)或者機(jī)房級(jí)的測(cè)量。為了保證試驗(yàn)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，本試驗(yàn)使用了點(diǎn)狀測(cè)風(fēng)儀(EATVS一4W／Sensor)，對(duì)原風(fēng)道基本沒(méi)有影響，測(cè)量三個(gè)點(diǎn)的風(fēng)速，取其算術(shù)平均值，因此所得的風(fēng)速測(cè)量值十分可信。
計(jì)算所得的效率與實(shí)測(cè)的效率有一些差異，主要的原因是功率芯片的功耗計(jì)算值不夠精確，文獻(xiàn)中提供的功耗是在25℃時(shí)的給定值，但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，溫度上升會(huì)使功耗有所上升。
L1，L2，L3上方的PCB區(qū)域有很多過(guò)孔，電流從B面通過(guò)這些過(guò)孔流到A面，引發(fā)PCB局部發(fā)熱。在計(jì)算時(shí)，沒(méi)有將過(guò)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(shí)，L2上方測(cè)溫點(diǎn)的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值有6℃左右的差異。
如表3所示，計(jì)算值與實(shí)際測(cè)試值比較接近，說(shuō)明模型和計(jì)算方法基本正確，可廣泛應(yīng)用于電源模塊的熱能工作狀態(tài)評(píng)估。在今后的同類電源設(shè)計(jì)驗(yàn)證中可采用此模擬仿真方法，無(wú)需搭建復(fù)雜的試驗(yàn)平臺(tái)，可大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)驗(yàn)證步驟，縮短設(shè)計(jì)周期，有效提高了設(shè)計(jì)效率，具有很大的實(shí)用價(jià)值。