Zalety symulacji termicznej w projektowaniu radiatorów
Większość elementów elektronicznych nagrzewa się, gdy przepływa przez nie prąd. Ciepło zależy od mocy, charakterystyki urządzenia i projektu obwodu. Oprócz elementów, rezystancja połączeń elektrycznych, okablowania miedzianego i otworów przelotowych może również powodować pewne straty ciepła i mocy. Aby uniknąć awarii lub awarii obwodu, projektanci radiatorów powinni być zaangażowani w tworzenie płytek drukowanych, które mogą działać normalnie i pozostawać w bezpiecznym zakresie temperatur. Chociaż niektóre obwody mogą działać bez dodatkowego chłodzenia, w niektórych przypadkach dodanie grzejników, wentylatorów chłodzących lub kombinacji mechanizmów jest nieuniknione.
Dlaczego potrzebujemy symulacji termicznej?
Symulacja termiczna jest ważną częścią procesu projektowania produktów elektronicznych, zwłaszcza gdy stosowane są nowoczesne, ultraszybkie komponenty. Np. układ FPGA lub szybka przetwornica AC/DC mogą z łatwością rozproszyć kilka watów mocy. Dlatego płytki PC, obudowy i systemy muszą być zaprojektowane tak, aby zminimalizować wpływ ciepła na ich normalne działanie.
Możemy skorzystać ze specjalistycznego oprogramowania, które umożliwia projektantom wprowadzanie modeli 3D całego urządzenia – w tym płytek drukowanych z komponentami, wentylatorów (jeśli występują) oraz obudów z otworami wentylacyjnymi. Źródła ciepła są następnie dodawane do komponentów symulacji – zwykle do modeli układów scalonych, które generują wystarczającą ilość ciepła, aby przyciągnąć uwagę. Określone są warunki środowiskowe, takie jak temperatura powietrza, wektor grawitacji (do obliczania konwekcji), a czasami zewnętrzne obciążenie promieniowaniem. Następnie wykonaj symulację modelu; Wyniki zwykle zawierają wykresy temperatury i przepływu powietrza. W obudowie ważne jest również uzyskanie mapy ciśnień.
Konfiguracja jest zakończona poprzez wprowadzenie różnych warunków początkowych - temperatury i ciśnienia otoczenia, rodzaju chłodziwa (w tym przypadku powietrze o temperaturze 30 stopni C), kierunku płytki drukowanej w polu grawitacyjnym ziemi itp., a następnie uruchamiamy symulacja. W celu przeprowadzenia symulacji oprogramowanie dzieli cały model na dużą liczbę jednostek, z których każda ma własną charakterystykę materiałową i termiczną oraz granicę z innymi jednostkami. Następnie symuluje warunki w każdym elemencie i powoli przenosi je na inne elementy zgodnie ze specyfikacją materiału. Symulacja i analiza termiczna przyczynią się do lepszego zaprojektowania radiatora.
