Het belang van thermische simulatie voor het ontwerp van koellichamen
De meeste elektronische componenten worden heet als er stroom doorheen gaat. Warmte is afhankelijk van vermogen, apparaatkenmerken en circuitontwerp. Naast componenten kan ook de weerstand van elektrische verbindingen, koperen bedrading en doorlopende gaten warmte- en vermogensverliezen veroorzaken. Om storingen of circuitstoringen te voorkomen, moeten PCB-ontwerpers zich inzetten voor het produceren van PCB's die normaal kunnen werken en binnen het veilige temperatuurbereik blijven. Hoewel sommige circuits kunnen werken zonder extra koeling, is in sommige gevallen de toevoeging van radiatoren, koelventilatoren of een combinatie van mechanismen onvermijdelijk.
Waarom hebben we thermische simulatie nodig?
Thermische simulatie is een belangrijk onderdeel van het ontwerpproces van elektronische producten, vooral wanneer moderne ultrasnelle componenten worden gebruikt. Zo kan FPGA of snelle AC/DC-converter gemakkelijk enkele watts aan vermogen dissiperen. Daarom moeten printplaten, behuizingen en systemen worden ontworpen om de impact van hitte op hun normale werking te minimaliseren.
We kunnen gespecialiseerde software gebruiken waarmee ontwerpers 3D-modellen van het gehele apparaat kunnen invoeren - inclusief printplaten met componenten, ventilatoren (indien aanwezig) en behuizingen met ventilatieopeningen. Warmtebronnen worden vervolgens toegevoegd aan de simulatiecomponenten - meestal aan IC-modellen, die voldoende warmte genereren om de aandacht te trekken. Omgevingscondities worden gespecificeerd, zoals luchttemperatuur, zwaartekrachtvector (voor convectieberekening) en soms externe stralingsbelasting. Simuleer vervolgens het model; De resultaten bevatten meestal temperatuur- en luchtstroomdiagrammen. In de behuizing is het ook belangrijk om een drukkaart te verkrijgen.
De configuratie wordt voltooid door verschillende beginvoorwaarden in te voeren - omgevingstemperatuur en -druk, de aard van het koelmiddel (lucht bij 30 ° C in dit geval), de richting van de printplaat in het zwaartekrachtveld van de aarde, enz., En dan rennen we de simulatie. Om de simulatie uit te voeren, verdeelt de software het hele model in een groot aantal eenheden, die elk hun eigen materiaal- en thermische eigenschappen hebben en de grens met andere eenheden. Het simuleert vervolgens de omstandigheden binnen elk element en verspreidt ze langzaam naar andere elementen volgens de specificatie van het materiaal. Thermische simulatie en analyse zullen bijdragen aan een beter PCB-ontwerp.
