Cum ajută simularea termică la proiectarea radiatorului
Majoritatea componentelor electronice se vor încălzi atunci când curentul trece prin ele. Căldura depinde de putere, de caracteristicile dispozitivului și de designul circuitului. Pe lângă componente, rezistența conexiunilor electrice, a cablurilor de cupru și a găurilor de trecere poate provoca, de asemenea, unele pierderi de căldură și putere. Pentru a evita defecțiunile sau defecțiunile circuitului, proiectanții de PCB ar trebui să se angajeze să producă PCB-uri care să funcționeze normal și să rămână în intervalul de temperatură sigur. Deși unele circuite pot funcționa fără răcire suplimentară, în unele cazuri, adăugarea de radiatoare, ventilatoare de răcire sau o combinație de mecanisme este inevitabilă.
De ce avem nevoie de simulare termică?
Simularea termică este o parte importantă a procesului de proiectare a produselor electronice, mai ales atunci când sunt utilizate componente ultrarapide moderne. De exemplu, FPGA sau convertor rapid AC/DC poate disipa cu ușurință câțiva wați de putere. Prin urmare, plăcile PC, carcasele și sistemele trebuie proiectate astfel încât să miniaturizeze impactul căldurii asupra funcționării lor normale.
Putem folosi software specializat care permite proiectanților să introducă modele 3D ale întregului dispozitiv - inclusiv plăci de circuite cu componente, ventilatoare (dacă sunt prezente) și carcase cu ventilație. Sursele de căldură sunt apoi adăugate la componentele de simulare - de obicei la modelele IC, care generează suficientă căldură pentru a atrage atenția. Sunt specificate condițiile de mediu, cum ar fi temperatura aerului, vectorul gravitațional (pentru calculul convecției) și uneori sarcina de radiație externă. Apoi simulați modelul; Rezultatele includ de obicei diagrame de temperatură și debit de aer. În incintă, este de asemenea important să obțineți o hartă a presiunii.
Configurația este finalizată prin introducerea diferitelor condiții inițiale - temperatura și presiunea mediului ambiant, natura lichidului de răcire (aerul la 30 de grade C în acest caz), direcția plăcii de circuit în câmpul gravitațional al pământului etc., apoi rulăm simularea. Pentru a efectua simularea, software-ul tranșează întregul model într-un număr mare de unități, fiecare dintre ele având propriile caracteristici materiale și termice și granița cu alte unități. Apoi simulează condițiile din cadrul fiecărui element și le propagă încet către alte elemente, conform specificațiilor materialului. Simularea și analiza termică vor contribui la o mai bună proiectare a PCB-ului.
