基于通孔布置的双相电源模块散热PCB设计方法

"解决电源模块散热问题的PCB设计" 本文讨论了一种使用通孔布置来最大化双相电源模块散热性能的多层PCB布局方法。这种方法可以使电源模块在更小的电路板面积上达到更高的功率密度，从而满足数据中心服务器和LTE基站等大电流负载的需求。 在该设计中，电源模块可以配置为两路20A单相输出或者单路40A双相输出。使用带通孔的示例电路板设计可以使电源模块散热性能达到极高水平，使其无需散热器或风扇也能工作。 电源模块的散热性能取决于其热阻θJA，热阻θJA越低，散热性能越好。图1所示的电源模块提供仅有8.5°C/W的极低热阻θJA，这是因为其衬底使用了铜材料。铜材料的高导热系数使电源模块的散热非常容易。 在该设计中，电源模块安装在具有直接安装特性的高效导热电路板上。该多层电路板有一个顶层走线层（电源模板安装于其上）和利用通孔连接至顶层的两个内埋铜平面。该结构有非常高的导热系数（低热阻），使电源模块的散热很容易。 ISL8240MEVAL4Z评估板是该设计的实现样例。该电路板有四个PCB层，标称厚度为0.062英寸(±10%)，并且采用层叠排列。该PCB主要由FR4电路板材料和铜组成，另有少量焊料、镍和金。 对于PCB材料的导热系数，表1列出了主要材料的导热系数。其中，铜的导热系数最高，达到了355 W/m-K。FR4电路板材料的导热系数也较高，达到了0.25 W/m-K。阻焊层和SAC305*的导热系数也较高，分别达到了0.21 W/m-K和58 W/m-K。 该设计使用了通孔布置和高导热系数的电路板材料来提高电源模块的散热性能。该设计可以满足数据中心服务器和LTE基站等大电流负载的需求，具有广泛的应用前景。 在实际应用中，电源模块的散热性能对系统的可靠性和稳定性具有重要影响。因此，选择合适的电路板材料和设计方案对电源模块的散热性能具有重要影响。本文讨论的设计方法可以为电源模块的散热问题提供了一种有效的解决方案。 本文讨论了一种使用通孔布置来最大化双相电源模块散热性能的多层PCB布局方法。该设计可以使电源模块在更小的电路板面积上达到更高的功率密度，从而满足数据中心服务器和LTE基站等大电流负载的需求。