电子设备的热设计

1、前言为保证电子设备满意地工作,就必须使其中所装电子器件处于一定的温度范围内。这一方面是由于电子器件的特性对温度很敏感,温度会影响回路的功能,另一方面是由于温度过高时使器件的寿命缩短并使可靠性显著下降。在设计电子设备时,为保障达到回路工作稳定而可靠的温度范围所采取的步骤称为热设计。     

寄生电感对碳化硅MOSFET开关特性的影响

相比于传统的Si IGBT功率器件而言,碳化硅MOSFET可达到更高的开关频率、更高的工作温度以及更低的功率损耗.然而,快速的暂态过程使开关性能对回路的寄生参数更加敏感.因此,为了评估寄生电感对碳化硅MOSFET开关性能的影响,基于回路电感的概念,将栅极回路寄生电感、功率回路寄生电感以及共源极寄生电感等效成3个集总电感,并且从关断过电压、开通过电流及开关损耗等3个方面,对这3个电感对SiC MOSFET开关性能的影响进行了系统的对比研究.研究表明:共源极寄生电感对开关的影响最大,功率回路寄生电感次之,而栅极回路寄生电感影响最小.最后,基于实验分析结果,为高速开关电路的布局提出了一些值得借鉴的意见.     

为您的应用选择最佳的过流电路保护方法

安全而又可靠的设计具有保护电子设备免遭过电流损害的功能。如今，可以通过使用保险丝或PTC（正温度系数）器件来为更小型的设备实现过流保护。     

测试回路杂散电感消除技术研究

由于测试回路中的杂散电感会在被测器件开通和关断的过程中感应出较高的电压尖峰,增大了被测器件的电压应力,严重影响被测器件相关参数的测试精度,甚至导致被测器件损坏。对高压探针测试系统测试回路中产生杂散电感的原理进行研究,通过仿真分析和优化设计,提出了一种在测试回路中采用叠层母排结构以降低杂散电感的解决办法。     

表面波用的新材料——Pb_2KNb_5O_(15)

表面波器件要求基质材料具有大的机电耦合系数,高的转换效率,且不易产生其他模式,同时要求基质材料在器件的使用温度范围内,延迟温度系数尽量小,以及小的功率流角和低的传输损耗.目前在声表面波(SAW)器件中得到应用的压电晶体有石英和铌酸锂等.ST切割石英虽有零延迟温度系数,但机电耦合系数大小.铌酸锂有大的机电耦合系数,但延迟温度系数较大,使用中需要温度控制电路.因此,人们致力于探寻大机电耦合系数、零延迟温度系数的温度补偿材料.     

冲击电流输出波形调节方法研究

雷电流冲击是造成户外电子设备失效的主要因素之一,多项标准规定了冲击电流测试的波形要求,但待测设备中容性和感性器件的存在可能会增大测试中冲击电流的波头时间和半峰值时间,从而超出标准要求。采用仿真和试验的方法,研究标准中的三种冲击电流发生器输出波形随回路内电容、电感和电阻的变化规律。试验表明,降低回路内电容和电感,可降低输出波形的波头时间和半峰值时间;降低回路内电阻,可降低半峰值时间和增大波头时间。可为冲击电流试验中波形的调节和雷击防护设计提供参考。     

用于家用电器、控制器和交流电源的协同式电路保护

用高分子聚合物正温度系数器件(PPTC)实现的过流、过热协同保护技术可以保护家用电器中的电动机,控制器和电子元件.PPTC器件的电阻小,尺寸与熔断器相同,在出现故障时,会限制危险的大电流流过.不过,在排除了故障并且切断电源之后,PPTC器件会恢复原来的低电阻状态,它所保护的设备仍能正常工作.     

回转器——一种微型化的模拟电感

目前的集成电路工艺,很难在硅片上制作常规的电感元件,这就影响了电子设备的小型化.利用近代电路理论中的回转器(Gyrator),我们可以用电阻、电容器和有源器件来获得经济而又微型化的模拟电感.     

小议PCB电磁兼容性设计

电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其他电子设备的电磁干扰。１．选择合理的导线宽度由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的，因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因此短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流，印制导线…     

冷却风扇控制器MAX6685

<正> 采用风扇对大功率器件或模块进行散热、冷却是电子设备常用的冷却措施。一些简单的电子设备没有风扇控制器电路,往往是设备电源一打开,冷却风扇即全速运行,不管功率器件是否带负载,也不管是轻负载还是重负载,一直要到设备关电源时风扇才停止工作。这样虽电路简单,但风扇耗电大、噪声大,也影响电扇的寿命。另一个缺点是万一风扇有故障(如内部绕组短路、转子卡死),则有可能使大功率器件温升过高而损坏。MAXAM 公司推出的冷却风扇控制器 MAX6685可以检测大功率器件的温度,在超过设定的阈值温度时,风扇开始工作;另外,风扇控制器内部有一个设定的高温阈值温度(120℃或125℃),若风扇有故障,功率器件的温度上升超过高温阈值,风扇控制器输出高温超差信号,此信号可以用于报警、切断大功率器件电源,以保证电路或系统的安全。特点及应用MAX6685是一种可检测 PN 结温度传感器的温度及有两个温度阈值的双温控开关。低温阈值温度可由用户设     

一种低压太阳能LED草坪灯驱动控制集成电路设计

为了减少太阳能LED草坪灯控制系统的成本,降低对太阳能电池的要求,设计了一种能工作在0.8V的低压太阳能LED草坪灯驱动控制器.该电路的输出电流可以在5mA～100mA范围内调节,能够满足各种不同LED对电流的需求.控制充电回路通断的开关管集成在芯片内部,减少了外围器件,使得整个草坪灯系统只需外接一个电感、二极管、电容...     

基于Icepak的电子机箱散热分析

针对具体的电子设备,通过Ansys Icepak对设备进行热分析,得出箱体内的温度分布情况,进行仿真计算并指出内部器件温度是否超过允许的温度上限.结果显示,该结构布局有效降低了机箱内关键器件的温度,保证了设备的工作可靠性,提高了设备结构的设计与改进效率,有效地缩短了设备的整个开发周期.     

碳化硅功率半导体的实用资料——热管理与工艺

正碳化硅功率器件是使能元件,主要用于高开关频率和/或较小体积功率电子设备中。但这一趋势为芯片封装提出新挑战。典型的寄生参数像电感等成为电路中的重要元件。此外,在考虑采用碳化硅器件时,关于功率模块的热设计方面,需要考虑各种不同的因素。不仅如此,在现代基于碳化硅功率器件的高可靠性系统中,要提高功率密度,很重要的一点是需要综合考虑碳化硅的高温能力。本文以下内容将介绍在用碳化硅器件设计创新解决方案中,如何利     

超高频电真空器件可靠性快速评价方法

电真空器件的可靠性快速评价方法应贯串在器件整个寿命周期的各个阶段:在研究设计阶段奠定器件的可靠性基础、在生产阶段作可靠性保证、在使用阶段维持可靠性。 1.在研究设计阶段,应规定电真空器件的可靠性等级。这取决于其用途:用于地面电子设备、机载或舰载电子设备还是航天星载电子设备上。应采用标准真空器件和器件结构部件的可靠性(余度设计技术)快速评价方法。按真空器件的结构分类有: ①真空外壳(密封封接);②能量引出线;③阴极—预热部件;④集电极 2.在生产阶段: a)应采用在如下不稳定因素作用下器件设计—工艺余度快速检查(评价)方法: ①电负载;②温度作用(热、冷);③机械负载(振动、冲击)     

基于Solidworks的负载器热设计与分析

不同功率大小的电子设备集成化机箱在工作时,元器件工作温度上升最高可达130℃,器件根本无法工作。基于此问题,提出了一种叠加散热方案,设计了负载器功率器件的散热结构,详述了仿真模型的边界条件设定等操作。结果表明,在结合改进结构与风机的散热方式下,能保证功率元器件的最高温度处于规定的温度范围内,满足了其对可靠工作的温度要求。增加散热条件以后,元器件工作温度能稳定在55°左右,保证了设计的可靠性与可行性。     

基于Soildworks的负载器热设计与分析

不同功率大小的电子设备集成化机箱在工作时,元器件工作温度上升最高可达130℃ ,器件根本无法工作,基于此问题,提出了一种叠加散热方案,设计了负载器功率器件的散热结构,详述了仿真模型的边界条件设定等操作。结果表明,在结合改进结构与风机的散热方式下,能保证功率元器件的最高温度处于规定的温度范围内,满足了其对可靠工作的温度要求,增加散热条件以后,元器件工作温度能稳定在55°左右,保证了设计的可靠性与可行性。     

可集成互感耦合电路的实现

在分析互感耦合电路端口电压和电流关系的基础上提出了一种新的互感耦合电路的系统设计方法,并以CCCII和CCDDCC为有源器件实现了具体电路。提出的电路仅有4个有源器件,2个接地电容和2个接地电阻,能够实现初、次级电感L1,L2和互感M(或-M)。初、次级电感和互感能够通过调节有源器件CCDDCC的偏置电流和电阻RM实现独立可调。作为应用和验证设计的正确性,将提出的互感耦合电路应用到双调谐回路。     

电子设备机箱散热仿真分析

针对一个具体的电子设备,分析机箱内部的传热类型,采用专业的热分析软件Icepak对其进行稳态热仿真,求解封闭结构达到热平衡时的温度场,指出内部器件温度超过允许温度上限的原因,提出两种改进结构形式的措施,重新计算在前后面板开通风孔散热的机箱内部温度场。计算结果显示,内部器件最高温度在允许工作范围内,从而有效降低了电子设备机箱内温度,保证设备稳定可靠工作,提高结构设计与改进的效率。     

MOSFET器件并联实验研究

采用图腾柱的驱动方式,设计了应用于IXYS公司的功率MOSFET器件DE375-102N12的驱动电路。单个开关在多脉冲下具有良好的脉冲一致性。以该功率MOSFET器件进行的6个并联实验说明,影响并联的MOSFET的动态均流的主要参数是放电回路中的回路电感和寄生电感,电路板的布局与布线对并联的功率MOSFET有很大的影响,良好的布局可以大大提高电路的性能。     

温度和强度对无偏压串联光折变晶体回路中高斯光束自偏转的影响

为了得到温度和强度对高斯光束在串联光折变晶体回路中自偏转的影响结果,假设一束暗孤子光束和一束高斯光束分别入射到串联光折变晶体回路中的两块晶体上,利用数值计算方法分析了暗孤子的最大光强或所处晶体温度变化对与明孤子匹配的高斯光束自偏转特性的影响.结果表明,高斯光束的偏转程度随暗孤子最大光强增加而增大,随晶体温度的升高而减小.这些结果对光控光器件、温控光器件的工程实现具有重要的参考价值。