Hur fungerar termisk simulering i kylflänsdesign
De flesta elektroniska komponenter värms upp när ström flyter genom dem. Värme beror på effekt, enhetsegenskaper och kretsdesign. Förutom komponenter kan motståndet hos elektriska anslutningar, kopparledningar och genomgående hål också orsaka vissa värme- och effektförluster. För att undvika fel eller kretsfel bör PCB-designers vara engagerade i att producera PCB som kan fungera normalt och förbli inom det säkra temperaturintervallet. Även om vissa kretsar kan fungera utan ytterligare kylning, i vissa fall är tillägget av radiatorer, kylfläktar eller en kombination av mekanismer oundvikligt.
Varför behöver vi termisk simulering?
Termisk simulering är en viktig del av elektronisk produktdesignprocess, särskilt när moderna ultrasnabba komponenter används. Till exempel kan FPGA eller snabb AC/DC-omvandlare lätt avleda flera watts effekt. Därför måste PC-kort, kapslingar och system utformas för att miniatyra värmepåverkan på deras normala drift.
Vi kan använda specialiserad mjukvara som gör att designers kan ange 3D-modeller av hela enheten – inklusive kretskort med komponenter, fläktar (om sådana finns) och kapslingar med ventiler. Värmekällor läggs sedan till simuleringskomponenterna - vanligtvis till IC-modeller, som genererar tillräckligt med värme för att dra till sig uppmärksamhet. Miljöförhållanden specificeras, såsom lufttemperatur, gravitationsvektor (för konvektionsberäkning) och ibland extern strålningsbelastning. Simulera sedan modellen; Resultaten inkluderar vanligtvis temperatur- och luftflödesdiagram. I kapslingen är det också viktigt att få fram en tryckkarta.
Konfigurationen slutförs genom att mata in olika initiala förhållanden - omgivningstemperatur och tryck, kylvätskans beskaffenhet (luft vid 30 grader C i detta fall), kretskortets riktning i jordens gravitationsfält, etc., och sedan kör vi simuleringen. För att kunna utföra simuleringen delar programvaran upp hela modellen i ett stort antal enheter, som var och en har sina egna material och termiska egenskaper och gränsen mot andra enheter. Den simulerar sedan förhållandena inom varje element och sprider dem långsamt till andra element enligt materialets specifikation. Termisk simulering och analys kommer att bidra till bättre PCB-design.
