Важливість теплового моделювання для проектування радіатора
Більшість електронних компонентів нагріваються, коли через них протікає струм. Тепло залежить від потужності, характеристик приладу та конструкції схеми. Крім компонентів, опір електричних з’єднань, мідної проводки та наскрізних отворів також може викликати деякі втрати тепла та електроенергії. Щоб уникнути збою або збою ланцюга, розробники друкованих плат повинні виробляти друковані плати, які можуть нормально працювати і залишатися в безпечному діапазоні температур. Хоча деякі схеми можуть працювати без додаткового охолодження, в деяких випадках додавання радіаторів, вентиляторів охолодження або комбінації механізмів неминуче.
Навіщо нам потрібне теплове моделювання?
Теплове моделювання є важливою частиною процесу проектування електронних виробів, особливо коли використовуються сучасні надшвидкісні компоненти. Наприклад, FPGA або швидкий перетворювач AC/DC можуть легко розсіювати кілька ват потужності. Тому плати, корпуси та системи ПК повинні бути розроблені так, щоб мініатюризувати вплив тепла на їх нормальну роботу.
Ми можемо використовувати спеціалізоване програмне забезпечення, яке дозволяє дизайнерам вводити 3D-моделі всього пристрою - включаючи друковані плати з компонентами, вентилятори (за наявності) і корпуси з вентиляційними отворами. Потім джерела тепла додаються до компонентів моделювання - зазвичай до моделей IC, які генерують достатньо тепла, щоб привернути увагу. Уточнюються умови навколишнього середовища, такі як температура повітря, вектор тяжіння (для розрахунку конвекції), іноді зовнішнє радіаційне навантаження. Потім змоделюйте модель; Результати зазвичай включають діаграми температури та повітряного потоку. У корпусі також важливо отримати карту тиску.
Конфігурація завершується введенням різних початкових умов - температури і тиску навколишнього середовища, характеру охолоджуючої рідини (у цьому випадку повітря 30 градусів C), напрямку друкованої плати в полі тяжіння землі тощо, а потім запускаємо моделювання. Щоб виконати моделювання, програмне забезпечення розбиває всю модель на велику кількість одиниць, кожна з яких має свої власні характеристики матеріалу та теплоти та межі з іншими одиницями. Потім він моделює умови всередині кожного елемента і повільно поширює їх на інші елементи відповідно до специфікації матеріалу. Теплове моделювання та аналіз сприятимуть кращому дизайну друкованої плати.
