Οι μηχανικοί σχεδιασμού συστημάτων ηλεκτρικού ρεύματος θέλουν πάντοτε να επιτυγχάνουν υψηλότερη πυκνότητα ισχύος σε μικρότερες περιοχές PCB για διακομιστές κέντρων δεδομένων και σταθμούς βάσης LTE που πρέπει να υποστηρίζουν υψηλά φορτία ρεύματος, όπως FPGAs, ASICs, PCB και μικροεπεξεργαστές που καταναλώνουν όλο και περισσότερη ισχύ. Προκειμένου να επιτευχθούν υψηλότερα ρεύματα εξόδου, τα πολυφασικά συστήματα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο. PCB Για να επιτευχθούν υψηλότερα επίπεδα ρεύματος σε μικρότερες περιοχές PCB, οι σχεδιαστές συστημάτων άρχισαν να εγκαταλείπουν διακεκριμένες λύσεις ισχύος και επιλέγουν μονάδες ισχύος. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι μονάδες ισχύος προσφέρουν μια δημοφιλής επιλογή για τη μείωση της πολυπλοκότητας σχεδίασης τροφοδοτικού και την επίλυση των προβλημάτων διάταξης πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) που σχετίζονται με μετατροπείς DC / DC.
Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια προσέγγιση πολυεπίπεδης διάταξης PCB που χρησιμοποιεί διαμπερείς οπές για τη μεγιστοποίηση της θερμικής απόδοσης ενός δομοστοιχείου ισχύος δύο φάσεων. Η μονάδα ισχύος μπορεί να ρυθμιστεί ως δύο μονοφασικές έξοδοι 20Α ή μία μονή έξοδος 40Α διπλής φάσης. Ένα παράδειγμα σχεδίου κυκλώματος με διαμπερείς οπές χρησιμοποιείται για την εξάτμιση της θερμότητας από τη μονάδα ισχύος για να επιτευχθεί μεγαλύτερη πυκνότητα ισχύος και να λειτουργήσει χωρίς ψύκτρα ή ανεμιστήρα.
Έτσι πώς μπορεί αυτή η μονάδα ισχύος να επιτύχει μια τόσο υψηλή πυκνότητα ισχύος; Η εικονιζόμενη μονάδα ισχύος παρέχει πολύ χαμηλή θερμική αντίσταση θ μόνο 8,5 ° C / W, επειδή το υπόστρωμα της χρησιμοποιεί χαλκό. Για τη διάχυση της θερμότητας από το δομοστοιχείο ισχύος, η μονάδα ισχύος είναι τοποθετημένη πάνω σε μια πολύ αποδοτική πλακέτα θερμικών κυκλωμάτων με χαρακτηριστικά άμεσης τοποθέτησης. Η πλακέτα κυκλωμάτων πολλαπλών στρώσεων έχει ένα ανώτερο στρώμα ιχνών (πάνω στο οποίο είναι τοποθετημένο το δομοστοιχείο ισχύος) και δύο θρυμματισμένα επίπεδα χαλκού που συνδέονται με το ανώτερο στρώμα χρησιμοποιώντας βίδες. Αυτή η δομή έχει πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα (χαμηλή θερμική αντίσταση), καθιστώντας εύκολη τη διάχυση της θερμότητας από τη μονάδα ισχύος.