Hvordan virker termisk simulering i heatsink-design
De fleste elektroniske komponenter bliver varme, når der løber strøm gennem dem. Varme afhænger af effekt, enhedskarakteristika og kredsløbsdesign. Ud over komponenter kan modstanden af elektriske forbindelser, kobberledninger og gennemgående huller også forårsage varme- og strømtab. For at undgå fejl eller kredsløbsfejl bør PCB-designere være forpligtet til at producere PCB'er, der kan fungere normalt og forblive inden for det sikre temperaturområde. Selvom nogle kredsløb kan fungere uden yderligere køling, er tilføjelsen af radiatorer, køleventilatorer eller en kombination af mekanismer i nogle tilfælde uundgåelig.
Hvorfor har vi brug for termisk simulering?
Termisk simulering er en vigtig del af elektronisk produktdesignproces, især når der anvendes moderne ultrahurtige komponenter. For eksempel kan FPGA eller hurtig AC/DC-konverter let sprede flere watt strøm. Derfor skal printkort, kabinetter og systemer designes til at miniaturisere varmepåvirkningen på deres normale drift.
Vi kan bruge specialiseret software, der giver designere mulighed for at indtaste 3D-modeller af hele enheden - inklusive printkort med komponenter, blæsere (hvis de findes) og kabinetter med ventilationsåbninger. Varmekilder føjes derefter til simuleringskomponenterne - normalt til IC-modeller, som genererer nok varme til at tiltrække opmærksomhed. Miljøforhold er specificeret, såsom lufttemperatur, tyngdekraftsvektor (til konvektionsberegning) og nogle gange ekstern strålingsbelastning. Simuler derefter modellen; Resultaterne omfatter normalt temperatur- og luftstrømsdiagrammer. I indhegningen er det også vigtigt at få et trykkort.
Konfigurationen afsluttes ved at indtaste forskellige begyndelsesbetingelser - omgivende temperatur og tryk, kølevæskens beskaffenhed (luft ved 30 grader C i dette tilfælde), retningen af printkortet i jordens tyngdefelt osv., og så kører vi simuleringen. For at udføre simuleringen opdeler softwaren hele modellen i et stort antal enheder, som hver har sine egne materiale- og termiske egenskaber og grænsen til andre enheder. Det simulerer derefter forholdene inden for hvert element og forplanter dem langsomt til andre elementer i henhold til materialets specifikation. Termisk simulering og analyse vil bidrage til bedre PCB-design.
