전력 시스템 설계 엔지니어는 점점 더 많은 전력을 소비하는 FPGA, ASIC, PCB 및 마이크로 프로세서와 같은 고전류 부하를 지원해야하는 데이터 센터 서버 및 LTE 기지국에 대해 더 작은 PCB 영역에서 항상 더 높은 전력 밀도를 달성하기를 원합니다. 높은 출력 전류를 달성하기 위해 다상 시스템이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. PCB 더 작은 PCB 영역에서 더 높은 전류 레벨을 달성하기 위해 시스템 설계자는 개별 전원 솔루션을 포기하고 전원 모듈을 선택하기 시작했습니다. 전원 모듈은 전원 공급 장치 설계 복잡성을 줄이고 DC / DC 변환기와 관련된 인쇄 회로 기판 (PCB) 레이아웃 문제를 해결하기 위해 널리 사용되는 선택이기 때문입니다.
이 기사에서는 쓰루 홀 레이아웃을 사용하여 2 상 전원 모듈의 열 성능을 극대화하는 다층 PCB 레이아웃 접근법에 대해 설명합니다. 전원 모듈은 2 개의 20A 단일 위상 출력 또는 단일 40A 이중 위상 출력으로 구성 할 수 있습니다. 관통 구멍이있는 회로 기판 설계 예는 전원 모듈에서 열을 방출하여 높은 전력 밀도를 달성하고 히트 싱크 또는 팬없이 작동하는 데 사용됩니다.
그렇다면이 전원 모듈은 어떻게 높은 전력 밀도를 얻을 수 있습니까? 그림에 표시된 전원 모듈은 구리 소재를 사용하기 때문에 8.5 ° C / W의 매우 낮은 열 저항 θ를 제공합니다. 파워 모듈에서 열을 발산시키기 위해 파워 모듈은 직접적인 마운팅 특성을 지닌 고효율의 열 회로 기판에 장착된다. 다층 회로 기판은 상부 트레이스 층 (파워 모듈이 탑재되는)과 비아를 사용하여 상부 층에 연결된 2 개의 매립 된 구리면을 갖는다. 이 구조는 매우 높은 열 전도성 (낮은 열 저항)을 가지므로 전원 모듈에서 열을 발산하기 쉽습니다.