Prečo potrebujeme tepelnú simuláciu
Väčšina elektronických komponentov sa zahreje, keď nimi prúdi. Teplo závisí od výkonu, charakteristík zariadenia a konštrukcie obvodu. Okrem komponentov môže odpor elektrických prípojok, medených rozvodov a cez otvory spôsobiť aj určité tepelné a energetické straty. Aby sa predišlo zlyhaniu alebo zlyhaniu obvodu, dizajnéri PCB by sa mali zaviazať k výrobe PCB, ktoré môžu normálne fungovať a zostať v bezpečnom teplotnom rozsahu. Hoci niektoré obvody môžu pracovať bez dodatočného chladenia, v niektorých prípadoch je nevyhnutné pridanie radiátorov, chladiacich ventilátorov alebo kombinácie mechanizmov.
Prečo potrebujeme tepelnú simuláciu?
Tepelná simulácia je dôležitou súčasťou procesu elektronického navrhovania produktov, najmä ak sa používajú moderné ultrarýchle komponenty. Napríklad FPGA alebo rýchly prevodník striedavého prúdu / DC môže ľahko rozptýliť niekoľko wattov energie. Preto musia byť PC dosky, kryty a systémy navrhnuté tak, aby miniaturizovali vplyv tepla na ich normálnu prevádzku.
Môžeme použiť špecializovaný softvér, ktorý umožňuje dizajnérom vstúpiť do 3D modelov celého zariadenia - vrátane dosiek s plošnými spojmi s komponentmi, ventilátormi (ak sú prítomné) a krytmi s vetracími otvormi. Zdroje tepla sa potom pridávajú do simulačných komponentov - zvyčajne do modelov IC, ktoré generujú dostatok tepla na prilákanie pozornosti. Špecifikujú sa podmienky prostredia, ako je teplota vzduchu, gravitačný vektor (pre výpočet konvekcie) a niekedy aj vonkajšie radiačné zaťaženie. Potom simulujte model; Výsledky zvyčajne zahŕňajú diagramy teploty a prúdenia vzduchu. V kryte je tiež dôležité získať tlakovú mapu.
Konfigurácia je dokončená zadaním rôznych počiatočných podmienok - okolitej teploty a tlaku, povahy chladiacej kvapaliny (v tomto prípade vzduchu pri 30 ° C), smeru dosky s plošnými spojmi v gravitačnom poli Zeme atď., A potom spustíme simuláciu. Na vykonanie simulácie softvér rozdelí celý model na veľký počet jednotiek, z ktorých každá má svoje vlastné materiálové a tepelné vlastnosti a hranicu s inými jednotkami. Potom simuluje podmienky v každom prvku a pomaly ich šíri na iné prvky podľa špecifikácie materiálu. Tepelná simulácia a analýza prispejú k lepšiemu dizajnu PCB.
