Proč potřebujeme tepelnou simulaci

Většina elektronických součástek se zahřívá, když jimi protéká proud. Teplo závisí na výkonu, vlastnostech zařízení a návrhu obvodu. Kromě součástek může určité tepelné a výkonové ztráty způsobit také odpor elektrických spojů, měděné kabeláže a průchozí otvory. Aby se předešlo selhání nebo selhání obvodu, měli by se návrháři PCB zavázat k výrobě desek plošných spojů, které mohou normálně fungovat a zůstat v bezpečném teplotním rozsahu. I když některé okruhy mohou fungovat bez přídavného chlazení, v některých případech je přidání radiátorů, chladicích ventilátorů nebo kombinace mechanismů nevyhnutelné.

Proč potřebujeme tepelnou simulaci?

Tepelná simulace je důležitou součástí procesu návrhu elektronických výrobků, zejména při použití moderních ultrarychlých komponent. Například FPGA nebo rychlý AC / DC převodník může snadno rozptýlit několik wattů energie. Proto musí být desky PC, skříně a systémy navrženy tak, aby minimalizovaly vliv tepla na jejich normální provoz.

Můžeme použít specializovaný software, který umožňuje návrhářům zadávat 3D modely celého zařízení – včetně desek plošných spojů se součástkami, ventilátorů (pokud jsou přítomny) a krytů s průduchy. Zdroje tepla se pak přidávají k simulačním komponentám – obvykle k IC modelům, které generují dostatek tepla, aby přitáhly pozornost. Jsou specifikovány podmínky prostředí, jako je teplota vzduchu, vektor gravitace (pro výpočet konvekce) a někdy vnější radiační zátěž. Poté simulujte model; Výsledky obvykle zahrnují diagramy teploty a proudění vzduchu. V ohradě je také důležité pořídit tlakovou mapu.

Konfigurace je dokončena zadáním různých počátečních podmínek - okolní teplota a tlak, povaha chladicí kapaliny (v tomto případě vzduch o 30 °C), směr desky plošných spojů v zemském gravitačním poli atd., a poté spustíme simulace. Aby bylo možné provést simulaci, software rozdělí celý model na velké množství jednotek, z nichž každá má své vlastní materiálové a tepelné charakteristiky a hranice s jinými jednotkami. Poté simuluje podmínky v každém prvku a pomalu je šíří do dalších prvků podle specifikace materiálu. Tepelná simulace a analýza přispěje k lepšímu návrhu DPS.