Znaczenie symulacji termicznej w projektowaniu elektroniki samochodowej

W dzisiejszych czasach funkcje elektroniczne w samochodach rosną i wkrótce przekroczą wartość zapewnianą przez funkcje mechaniczne. Funkcje elektroniczne stają się również głównymi konkurencyjnymi elementami modeli. Ograniczeniem terminowej dostawy modeli nie jest już konstrukcja mechaniczna, ale elektronika i oprogramowanie. Dlatego powinniśmy nie tylko szybko zaprojektować te elementy elektroniczne, ale także sprawić, by miały wysoką wydajność, jakość i spełniały normę niezawodności.

Głównym źródłem ciepła sprzętu elektronicznego jest jego układ półprzewodnikowy (IC). Te chipy są bardzo wrażliwe na temperaturę, co sprawia, że ​​projektowanie termiczne jest wyzwaniem. Przegrzanie spowoduje przedwczesną awarię chipa. Wraz ze wzrostem funkcji coraz bardziej widoczne stają się związane z tym problemy z odprowadzaniem ciepła, co stało się potencjalnym czynnikiem ograniczającym rozwój sprzętu elektronicznego. W przypadku kluczowych urządzeń potrzebne są odpowiednie strategie chłodzenia, aby zapobiec przegrzaniu i awarii.

Dobre zarządzanie termiczne powinno być zaprojektowane na etapie koncepcyjnym procesu rozwojowego. Produkty te są często złożonymi systemami i wymagają współpracy kilku działów projektowych z różnych środowisk: inżynierów IC i FPGA, inżynierów układu PCB, inżynierów produkcji, programistów, inżynierów niezawodności, konstruktorów mechanicznych, marketingowców, elektryków częstotliwości radiowych i szybkich elektryków, itp. Na etapie koncepcji należy podjąć decyzje związane z wykonalnością produktu. Wiąże się z tym „czy można efektywnie zarządzać energią cieplną generowaną przez system zgodnie z daną przestrzenią, rozmiarem, pożądaną wydajnością i funkcją?

Projektanci mechanicy lub inżynierowie zajmujący się projektami termicznymi mogą z łatwością tworzyć modele koncepcyjne układów scalonych, płytek drukowanych i obudowy, a następnie przeprowadzać ich symulację, aby sprawdzić, czy mogą skutecznie rozpraszać ciepło. Jeśli tak, projekt może przebiegać z punktu widzenia gospodarki termicznej. Jeśli personel innego działu projektowego nie będzie mógł kontynuować prac po fazie koncepcyjnej, może zaistnieć konieczność zmiany specyfikacji funkcjonalnych, specyfikacji wielkości, zastosowanych urządzeń lub innych czynników systemu. Jeśli jednak problem zostanie znaleziony i przeprojektowany w późniejszym procesie rozwoju, koszt znacznie wzrośnie.

Korzystając z najnowszego oprogramowania do symulacji termicznej, inżynier projektu może przeprowadzić analizę front-end, uchwycić trend, szybko rozwiązać problem, szybko rozwiązać i porównać różne schematy, aby uzyskać większy postęp projektu, aby skutecznie uzupełnić pracę analitycy etatowi w późniejszym etapie weryfikacji projektu. W porównaniu z tradycyjnym oprogramowaniem CFD, czas cyklu symulacji można skrócić z kilku tygodni do kilku dni lub jednego dnia. Projektanci mogą porównywać różne schematy projektowe, aby tworzyć bardziej konkurencyjne i niezawodne produkty, a krótszy czas cyklu symulacji może przyspieszyć wprowadzanie produktów na rynek.