Els enginyers de disseny de sistemes de potència sempre volen aconseguir una major densitat de potència en una àrea PCB més petita per a servidors de centres de dades i estacions base LTE que necessiten suportar càrregues de corrent elevades com FPGAs, ASICs, PCB i microprocessadors que consumeixen més i més energia. Això és especialment cert. Per aconseguir corrents de producció més elevades, els sistemes de polifase es fan cada vegada més utilitzats. PCB Per aconseguir majors nivells actuals en una àrea de PCB més petita, els dissenyadors de sistemes van començar a abandonar solucions elèctriques discretes i seleccionar mòduls de potència. Això és degut a que els mòduls de potència ofereixen una opció popular per reduir la complexitat del disseny de la font d'alimentació i resoldre els problemes de disseny de plaques de circuits impresos (PCB) associats a convertidors DC / DC.
En aquest article es parla d'un enfocament de disseny de PCB multicapa que utilitza dissenys de forats per maximitzar el rendiment tèrmic d'un mòdul de potència bidireccional. El mòdul d'alimentació es pot configurar com dues sortides monofàsiques 20A o una única sortida dual de 40A. Un exemple de disseny de plaques de circuits amb forats de pas s'utilitza per dissipar la calor del mòdul de potència per aconseguir més densitats de potència i treballar sense un disipador o ventilador de calor.
Llavors, com pot aquest mòdul de potència aconseguir una alta densitat de potència? El mòdul d'alimentació il·lustrat proporciona una resistència tèrmica molt baixa θ de només 8,5 ° C / W, ja que el seu substrat utilitza material de coure. Per dissipar la calor del mòdul d'alimentació, el mòdul de potència del PCB es munta en una placa de circuit tèrmic d'alta eficiència amb característiques de muntatge directe. La placa de circuits multicapa té una capa de traça superior (sobre la qual està muntat el mòdul d'alimentació) i dos avions de coure enterrats connectats a la capa superior mitjançant vies. Aquesta estructura té una conductivitat tèrmica molt alta (baixa resistència tèrmica), cosa que facilita la dissipació de la calor del mòdul de potència.