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嵌入式運算設備追求小型化 3D封裝解決POL散熱難題

文‧Afshin Odabaee 發布日期:2017/08/14

工業電腦、閘道器等嵌入式運算設備,為了降低成本、方便用戶進行布署,在外觀設計上都越來越小巧。但這類設備內部的電源負載並沒有因此而減少,因此負載點(POL)電源的功率密度要求持續提升。然而,工程師在選擇POL模組時,不只要注意功率密度,還要考量模組的散熱性能。

設計高效和精巧DC/DC轉換器,得由一群對轉換設計所涉及的物理學和相關數學知識有著深入瞭解、同時兼具一定程度實務經驗的工程師負責實行。對於博多圖、麥克斯韋方程組的深刻理解以及針對極點和零點的關注,融入了精緻的DC/DC轉換器設計中。然而,IC設計者通常避開了對令人擔憂之熱問題的處置,而這項工作常常落在封裝工程師的身上。

對於負載點轉換器而言,熱量是個大問題,這類轉換器空間緊湊,容納了很多需要小心對待的IC。POL穩壓器之所以產生熱量,是因為還沒有電壓轉換效率能達到100%。結構、布局和熱阻能使封裝發熱到什麼程度?封裝的熱阻不僅使POL穩壓器的溫度升高,還使PCB及周圍元件的溫度升高,因此增加了系統散熱方案的複雜性、尺寸和成本。

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