電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師總想在更小電路板面積上實(shí)現(xiàn)更高的功率密度，對(duì)需要支持來(lái)自耗電量越來(lái)越高的FPGA、ASIC和微處理器等大電流負(fù)載的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和LTE基站來(lái)說(shuō)尤其如此。為達(dá)到更高的輸出電流，多相系統(tǒng)的使用越來(lái)越多。為在更小電路板面積上達(dá)到更高的電流水平，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師開(kāi)始棄用分立電源解決方案而選擇電源模塊。這是因?yàn)殡娫茨K為降低電源設(shè)計(jì)復(fù)雜性和解決與DC/DC轉(zhuǎn)換器有關(guān)的印刷電路板(PCB)

電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師總想在更小電路板面積上實(shí)現(xiàn)更高的功率密度，對(duì)需要支持來(lái)自耗電量越來(lái)越高的FPGA、ASIC和微處理器等大電流負(fù)載的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和LTE基站來(lái)說(shuō)尤其如此。為達(dá)到更高的輸出電流，多相系統(tǒng)的使用越來(lái)越多。為在更小電路板面積上達(dá)到更高的電流水平，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師開(kāi)始棄用分立電源解決方案而選擇電源模塊。這是因?yàn)殡娫茨K為降低電源設(shè)計(jì)復(fù)雜性和解決與DC/DC轉(zhuǎn)換器有關(guān)的印刷電路板(PCB)布局問(wèn)題提供了一種受歡迎的選擇。本文討論了一種使用通孔布置來(lái)最大化雙相電源模塊散熱性能的多層PCB布局方法。其中的電源模塊可以配置為兩路20A單相輸出或者單路40A雙相輸出。使用帶通孔的示例電路板設(shè)計(jì)來(lái)給電源模塊散熱，以達(dá)到更高的功率密度，使其無(wú)需散熱器或風(fēng)扇也能工作。多層電路板有一個(gè)頂層走線層（電源模板安裝于其上）和利用通孔連接至頂層的兩個(gè)內(nèi)埋銅平面。該結(jié)構(gòu)有非常高的導(dǎo)熱系數(shù)（低熱阻），使電源模塊的散熱很容易。為理解這一現(xiàn)象，我們來(lái)分析一下ISL8240MEVAL4Z評(píng)估板的實(shí)現(xiàn)（圖2）。這是一個(gè)在四層電路板上支持雙路20A輸出的電源模塊評(píng)估板SAC305* 是最流行的無(wú)鉛焊料，由96.5%錫、3.0%銀和0.5%銅組成。 W = 瓦特，in = 英寸，C = 攝氏度，m = 米，K =開(kāi)氏度請(qǐng)注意，當(dāng)熱向下流過(guò)通孔并達(dá)到另一層時(shí)，特別是另一個(gè)銅層時(shí)，其將橫向擴(kuò)散到該材料層。添加越來(lái)越多通孔最終會(huì)降低效果，因?yàn)閺囊粋€(gè)通孔橫向擴(kuò)散到附近材料的熱最終會(huì)與來(lái)自另一個(gè)方向（源自從另一通孔）的熱相遇。ISL8240MEVAL4Z評(píng)估板的尺寸是3英寸x4英寸。電路板上的頂層和底層有2盎司銅，還有兩個(gè)內(nèi)層各包含2盎司銅。為使這些銅層發(fā)揮作用，電路板有917個(gè)12密耳直徑的通孔，它們?nèi)加兄趯釓碾娫茨K擴(kuò)散到下面的銅層。為適應(yīng)電壓軌數(shù)目的增多和更高性能的微處理器和FPGA，諸如ISL8240M電源模塊等先進(jìn)的電源管理解決方案，通過(guò)提供更大功率密度和更小功耗來(lái)幫助提高效率。通孔在電源模塊電路板設(shè)計(jì)中的最優(yōu)實(shí)現(xiàn)，已成為實(shí)現(xiàn)更高功率密度的一個(gè)越來(lái)越重要的因素。