Cálculo del aumento de temperatura de PCB

así que creé una PCB con muchos componentes, es una PCB bastante grande, aproximadamente 18 cm x 19 cm. Muchas de las hojas de datos de los componentes (cosas como resistencias, interruptores, condensadores, relés, controlador/transceptor CAN) no mencionan la resistencia térmica de los componentes, ni incluyen la disipación de energía. ¿Alguien tiene sugerencias para solucionar esto? o generalizaciones/reglas para estimar cuánto se calentará una PCB.

Si ayuda, más información sobre mi placa, la placa se coloca horizontalmente, placa FR4 de 1,6 mm

3oz/ft^2 de espesor, 2 trazas ejecutan 30A, 3 trazas ejecutan 15A y 6 trazas ejecutan 10A. Simplemente corren hacia un conector que sale del tablero, solo pasa por el sensor de corriente y el relé. Pero estoy más interesado con fines de aprendizaje, ¿cómo se puede estimar el cambio térmico con datos limitados? Además, ¿los diodos se calientan mucho por lo general y es una preocupación por la temperatura de la placa? porque tengo 9 diodos pequeños, dice que su resistencia térmica es como 1000C/W 100mW de disipación

¿Cuál es el consumo de energía de todo el circuito, sin incluir las partes de alta corriente?

Respuestas (3)

La disipación de potencia de una resistencia depende totalmente de su circuito. Del mismo modo con los diodos.

Su pregunta se refiere a "cuánto se calentará la PCB", que es una pregunta diferente de "cuán caliente se calentará la unión de mi semiconductor por encima de la temperatura de la PCB".

Puede tratar la placa de circuito impreso como una lámina plana de material y, si conoce el consumo total de energía y otras fuentes de disipación en la placa de circuito impreso (como esos rastros calientes), puede estimar el aumento de temperatura por encima de la temperatura ambiente suponiendo que haya convección natural o convección forzada o cualquiera que sea su la situación real es. Para obtener un número realmente preciso, es posible que deba crear un prototipo o construir una maqueta, incluida la carcasa.

Sus fuentes de calor, como una unión de diodos, se calentarán por encima de la temperatura de la PCB en función de la resistencia térmica de la unión a la caja. Eso puede valer la pena calcular en algunos casos.

Hablando en términos prácticos, por lo general, solo unas pocas fuentes representan la mayor parte de la disipación de calor y solo algunas de ellas valen la pena observarlas muy de cerca.

Una forma de controlar la disipación de componentes individuales es ejecutar simulaciones, utilizando un programa como LTspice (gratuito), que le mostrará la disipación típica de una pieza incluso con una forma de onda compleja. Por ejemplo, un rectificador de potencia que está pasando una corriente "puntiaguda" tendrá una disipación de potencia más alta de lo que podría estimar a partir de la corriente promedio porque hay un componente resistivo en el diodo.

Si es solo CC como una resistencia en serie, puede calcularlo fácilmente a mano, o incluso estimarlo aproximadamente en su cabeza, por supuesto. Un pullup de 10K en una entrada disipa solo 2,5 mW, por lo que generalmente se puede ignorar para el diseño térmico en condiciones atmosféricas normales.

Debe conocer el voltaje de suministro y puede medir la corriente. Luego puede calcular la potencia disipada por la placa de P = VI .

La temperatura se estabilizará cuando el calor se pierda en el ambiente = energía en la placa.

Los aislantes eléctricos suelen ser también aislantes térmicos como el epoxi, el FR4 y el aire.

La resistencia térmica de cualquier cosa en una red es muy parecida a la resistencia eléctrica, por lo que la comprensión de la Ley de Ohm ayuda a estimar el aumento de temperatura para cada medio de interfaz con el aire exterior.

El consumo de energía promedio por diseño no debe exceder el 50 % de su valor nominal máximo para evitar el aumento de temperatura de 100 °C de las piezas. Saturn PCB design.exe (gratis) puede informarle sobre la temperatura del conductor. elevar.

La velocidad del aire forzado reduce la resistencia térmica según el área superficial y la velocidad del aire en la superficie caliente. El aire libre de convección también puede reducir el aumento de temperatura. Se considera prudente un máximo de 85'C de temperatura de la caja como máximo. Temperatura ambiente. pero para las gorras, la confiabilidad mejora mucho con un aumento de temperatura más bajo.