Znaczenie 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 komponentów rezystancja połączeń elektrycznych, przewodów miedzianych i otworów przelotowych może również powodować pewne straty ciepła i mocy. Aby uniknąć awarii lub awarii obwodów, projektanci obwodów drukowanych powinni być zaangażowani w produkcję obwodów 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 w przypadku stosowania nowoczesnych ultraszybkich komponentów. Na przykład FPGA lub szybka przetwornica AC/DC może z łatwością rozproszyć kilka watów mocy. Dlatego płytki drukowane, obudowy i systemy muszą być projektowane tak, aby zminimalizować wpływ ciepła na ich normalne działanie.
Możemy skorzystać ze specjalistycznego oprogramowania, które pozwala projektantom wprowadzać modele 3D całego urządzenia - w tym płytek drukowanych z podzespołami, wentylatorów (jeśli są) oraz obudów z otworami wentylacyjnymi. Źródła ciepła są następnie dodawane do komponentów symulacji – zwykle do modeli układów scalonych, które generują wystarczająco dużo ciepła, aby przyciągnąć uwagę. Określone są warunki środowiskowe, takie jak temperatura powietrza, wektor grawitacji (do obliczenia konwekcji), a czasami obciążenie promieniowaniem zewnętrznym. Następnie zasymuluj model; Wyniki zwykle zawierają wykresy temperatury i przepływu powietrza. W obudowie ważne jest również uzyskanie mapy ciśnienia.
Konfigurację uzupełniamy wprowadzając różne warunki początkowe - temperaturę otoczenia i ciśnienie, rodzaj chłodziwa (w tym przypadku powietrze o temperaturze 30 stopni C), kierunek płytki drukowanej w polu grawitacyjnym ziemi itp., a następnie uruchamiamy symulacja. Aby przeprowadzić symulację, oprogramowanie dzieli cały model na dużą liczbę jednostek, z których każda ma swoją 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 projektowania PCB.
