Güç sistemi tasarım mühendisleri, her zaman daha fazla güç tüketen FPGA, ASIC, PCB ve mikroişlemciler gibi yüksek akım yüklerini desteklemesi gereken veri merkezi sunucuları ve LTE baz istasyonları için daha küçük PCB alanında daha yüksek güç yoğunluğu elde etmek isterler. Bu özellikle doğrudur. Daha yüksek çıkış akımları elde etmek için, polipaz sistemleri giderek daha fazla kullanılmaktadır. PCB Daha küçük PCB alanında daha yüksek akım seviyeleri elde etmek için, sistem tasarımcıları ayrık güç çözümlerini terk etmeye ve güç modülleri seçmeye başladı. Bunun nedeni, güç modüllerinin güç kaynağı tasarımı karmaşıklığını azaltmak ve DC / DC dönüştürücülerle ilişkili baskılı devre kartı (PCB) düzen sorunlarını çözmek için popüler bir seçenek sunmasıdır.
Bu makalede, iki fazlı bir güç modülünün termal performansını en üst düzeye çıkarmak için delikli düzenler kullanan çok katmanlı bir PCB düzen yaklaşımı anlatılmaktadır. Güç modülü, iki adet 20A tek fazlı çıkış veya tek bir 40A çift fazlı çıkış olarak yapılandırılabilir. Geçiş delikleri olan bir örnek devre kartı tasarımı, daha yüksek güç yoğunlukları elde etmek ve ısı emicisi veya fan olmadan çalışmak için güç modülünden ısıyı dağıtmak için kullanılır.
Peki bu güç modülü böyle bir yüksek güç yoğunluğuna nasıl ulaşabilir? Gösterilen güç modülü, substratı bakır malzemeyi kullandığı için sadece 8,5 ° C / W'lik çok düşük bir termal direnç θ sağlar. Güç modülünden ısıyı dağıtmak için, PCB güç modülü doğrudan montaj özelliklerine sahip yüksek verimli bir termal devre kartı üzerine monte edilmiştir. Çok katmanlı devre kartının üzerinde bir üst izleme katmanı (üzerinde güç modülünün monte edildiği) ve üst katmana vias kullanarak iki gömülü bakır düzlemi vardır. Bu yapı, çok yüksek bir termal iletkenliğe (düşük termal direnç) sahiptir, bu da güç modülünden ısıyı dağıtmayı kolaylaştırır.