전원모듈의 발열이 극도의 고온으로! 강제공랭 및 히트싱크없이 열을 낮추는 방법이란? <해결편>
해결포인트
* 변환효율과 방열성능을 중시한 전원모듈 채용
* 고전력밀도이면서 외형사이즈가 소형이므로 최소한의 기판변경으로 대응가능
* 고전력밀도이면서 외형사이즈가 소형이므로 최소한의 기판변경으로 대응가능
방열대책을 모색
O씨의 완벽한 미스였다. 채용한 전원모듈은, 상당히 소형인데다 슬림한 패키지였지만, 변환효율이 그다지 높지 않았습니다. 전원모듈 검토당시에 파악은 했지만, 이렇게까지 온도가 올라갈줄은 예상을 못했던것입니다. 예측할수 있었다면, 히트싱크를 준비했거나, 기판상에 커다란 방열면적을 확보하는등의 사전준비를 할수 있었을 것 입니다.
그나저나, 설계작업도 종반으로 가고 있는 상황인데다, 기구물 사이즈도 이미 결정이 되어 있어, 기판상에 커다란 히트싱크를 추가하거나 강제공랭용 팬을 배치할수는 없었습니다. 결국, 다른방법으로 방열대책을 세워야만 하는 상황입니다. 좀처럼 최적의 대책방법이 떠오르지 않았습니다.
우선 O씨는, 생각나는 방열대책부터 하나씩 시험을 해보았지만, 문제해결은 안되는 상황이었습니다. 우왕좌왕 하는 사이에 문제가 발행한지 1주일 이상의 시간이 경과되었습니다.
그나저나, 설계작업도 종반으로 가고 있는 상황인데다, 기구물 사이즈도 이미 결정이 되어 있어, 기판상에 커다란 히트싱크를 추가하거나 강제공랭용 팬을 배치할수는 없었습니다. 결국, 다른방법으로 방열대책을 세워야만 하는 상황입니다. 좀처럼 최적의 대책방법이 떠오르지 않았습니다.
우선 O씨는, 생각나는 방열대책부터 하나씩 시험을 해보았지만, 문제해결은 안되는 상황이었습니다. 우왕좌왕 하는 사이에 문제가 발행한지 1주일 이상의 시간이 경과되었습니다.
뉴스와 사이트 체크가 돌파구가 되었다.
O씨는 여느때와 같이, 일렉트로닉스 분야의 신기술을 체크하기 위해, 퇴근길 전철안에서 휴대폰으로 국내 뉴스와 사이트를 보던중 하나의 기사가 눈에 들어오게 되었습니다. 그것은 자인일렉트로닉스의 새로운 전원모듈에 관한 뉴스였습니다. 일반적으로, FPGA용 전원모듈이라하면, 고속의 부하과도응답특성이나 노이즈가 적은 성능을 세일즈포인트로 하는 제품이 많은데, 자인일렉트로닉스의 신제품은 변환효율과 방열성능를 중시하고 있는것 같았습니다. 최대출력전류는 12A로 꽤 크면서, 사이즈는 15.2mmx15.2mmx3.2mm로 상당히 작았습니다. 이 제품이라면 약간의 기판 패턴변경은 필요하겠으나, 기존의 기판사이즈내에 들어갈수 있을것 같았습니다.
다음달 아침, 회사에 도착해서, 바로 자인일렉트로닉스에 전화를 걸어, 전원모듈의 신제품인 [THPM4301A/THPM4401A/THPM4601A] 담당자를 찾아 O씨가 고민하던 문제를 설명하였습니다.
그랬더니, 담당자는 샘플을 들고, M사에 방문해주었습니다.
다음달 아침, 회사에 도착해서, 바로 자인일렉트로닉스에 전화를 걸어, 전원모듈의 신제품인 [THPM4301A/THPM4401A/THPM4601A] 담당자를 찾아 O씨가 고민하던 문제를 설명하였습니다.
그랬더니, 담당자는 샘플을 들고, M사에 방문해주었습니다.
맞춤형 인덕터가 큰 공헌
몇일후, 담당자가 찾아왔습니다. 담당자 이야기를 들어보니, 이번 신제품은 케이스 형상에 가공한 인덕터를 신규채용함으로서, 변환효율을 높임과 동시에 방열특성을 대폭 개선하였고, 케이스의 재료가 자성체이므로 EMI를 줄일는 효과도 기대할수 있을것 같았습니다.
샘플을 갖고, 실험해본결과 전원모듈 표면이 그다지 뜨겁지 않았습니다. 적외선 온도계로 측정해보니, 국소고온(Hot Spot)은 발견할수 없었고, 모듈 전체가 약간의 열이 있는 정도였습니다.결국, 케이스 형상으로 가공된 인덕터가 히트싱크 역할을 하여, 높은 방열효과를 발휘하고 있었던것입니다. (그림2)
이것으로 결정하겠습니다. O씨는 자인일렉트로닉스의 새로운 전원모듈을 채용하여, 재설계 작업에 들어갔습니다. 기판변경에 약간의 공수가 필요했지만, 개발스케쥴의 지연없이 설계작업을 마무리 지을수 있었습니다.
지금까지는 FPGA와 같은 하드웨어 설계를 잘하는 O씨였지만, 이번 문제해결로 전원에 관한 스킬과 경험도 쌓을수 있었습니다. 엔지니어로서, 한층 성장할수 있었다 라고 말할수 있겠죠.
샘플을 갖고, 실험해본결과 전원모듈 표면이 그다지 뜨겁지 않았습니다. 적외선 온도계로 측정해보니, 국소고온(Hot Spot)은 발견할수 없었고, 모듈 전체가 약간의 열이 있는 정도였습니다.결국, 케이스 형상으로 가공된 인덕터가 히트싱크 역할을 하여, 높은 방열효과를 발휘하고 있었던것입니다. (그림2)
이것으로 결정하겠습니다. O씨는 자인일렉트로닉스의 새로운 전원모듈을 채용하여, 재설계 작업에 들어갔습니다. 기판변경에 약간의 공수가 필요했지만, 개발스케쥴의 지연없이 설계작업을 마무리 지을수 있었습니다.
지금까지는 FPGA와 같은 하드웨어 설계를 잘하는 O씨였지만, 이번 문제해결로 전원에 관한 스킬과 경험도 쌓을수 있었습니다. 엔지니어로서, 한층 성장할수 있었다 라고 말할수 있겠죠.
이 문제를 해결한 솔루션은 이곳에서 확인
