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EO POWER - GENNAIO/FEBBRAIO 2022 XXIII L’aumento della potenza di un fattore superiore a 10 in meno di 20 anni è il risultato di una combinazione di topologie più efficienti, controllo digitale, nuovi componenti, PCB multistrato in rame, magneti integrati e layout ottimizzati ma, per garantire le massime prestazioni di tali prodotti, un raffreddamento efficiente è indispensabile. La legge di Fourier Negli ultimi 20 anni tutti i progettisti che si occupano di elettronica di potenza hanno migliorato su base continua l’efficienza dei prodotti e l’obiettivo è raggiungere la “cifra magica”, ovvero un livello di efficienza pari al 99,99%. Ma fino ad allora è necessario gestire il calore generato dalle perdite di potenza. Un convertitore DC/ DC da 1.000 W con un’efficienza tipica del 97% dovrà dissipare 31 W [Pd = Pout x ((1-Ƞ) / Ƞ)]. Considerando una temperatura ambiente media in un’apparecchiatura di telecomunicazione o industriale di +55 gradi, sarà necessario un raffreddamento efficiente per garantire che la temperatura interna del modulo non superi il limite di sicurezza specificato dal produttore, ad esempio +105 gradi al punto di prova specificato. COOLING TECNIQUES Fig. 2 – Nel 1822 il medico francese Joseph Fourier dimostrò che la velocità di trasferimento del calore attraverso un materiale è proporzionale al gradiente negativo della temperatura e all’area (Fonte: PRBX) Fig. 3 – Formula della legge di Fourier della conduzione termica (Fonte: PRBX) Nel 1822 ilmedico francese JosephFourier (Fig. 2) dimostrò che la velocità di trasferimento del calore attraverso un materiale è proporzionale al gradiente negativo della temperatura e all’area. Le leggi di Fourier (Fig. 3) della conduzione termica governano il principio dello scambio termico dal livello più basso, ad esempio la giunzione del semiconduttore, all’ambiente. La resistenza termica è il reciproco della conduttanza termica. Così come una resistenza elettrica è associata alla conduzione dell’elettricità, una resistenza termica può