Waarom hebben we thermische simulatie nodig?
De meeste elektronische componenten worden warm als er stroom doorheen stroomt. Warmte is afhankelijk van vermogen, apparaatkenmerken en circuitontwerp. Naast componenten kan ook de weerstand van elektrische verbindingen, koperen bedrading en doorgaande gaten enige 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 elektronische productontwerpproces, vooral wanneer moderne ultrasnelle componenten worden gebruikt. Een FPGA of snelle AC/DC-converter kan bijvoorbeeld gemakkelijk meerdere watts aan vermogen dissiperen. Daarom moeten printplaten, behuizingen en systemen zo worden ontworpen dat ze de impact van warmte op hun normale werking miniaturiseren.
We kunnen gespecialiseerde software gebruiken waarmee ontwerpers 3D-modellen van het hele apparaat kunnen invoeren - inclusief printplaten met componenten, ventilatoren (indien aanwezig) en behuizingen met ventilatieopeningen. Warmtebronnen worden vervolgens aan de simulatiecomponenten toegevoegd - meestal aan IC-modellen, die voldoende warmte genereren om de aandacht te trekken. Er worden omgevingsomstandigheden 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 van 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, snijdt de software het hele model in een groot aantal eenheden, die elk hun eigen materiaal- en thermische eigenschappen en de grens met andere eenheden hebben. Vervolgens simuleert het de omstandigheden binnen elk element en verspreidt het langzaam naar andere elementen volgens de specificatie van het materiaal. Thermische simulatie en analyse zullen bijdragen aan een beter PCB-ontwerp.
