Важливість теплового моделювання для проектування радіатора

Більшість електронних компонентів нагріваються, коли через них проходить струм. Нагрівання залежить від потужності, характеристик пристрою і конструкції схеми. Окрім компонентів, опір електричних з’єднань, мідної проводки та наскрізних отворів також може спричинити деякі втрати тепла та електроенергії. Щоб уникнути збою або збою схеми, розробники друкованих плат повинні прагнути виробляти друковані плати, які можуть нормально працювати та залишатися в межах безпечного діапазону температур. Хоча деякі схеми можуть працювати без додаткового охолодження, в деяких випадках додавання радіаторів, охолоджуючих вентиляторів або комбінації механізмів є неминучим.

Навіщо нам теплове моделювання?

 Теплове моделювання є важливою частиною процесу проектування електронних виробів, особливо коли використовуються сучасні надшвидкісні компоненти. Наприклад, FPGA або швидкий перетворювач змінного/постійного струму може легко розсіювати кілька ват потужності. Тому друковані плати, корпуси та системи повинні бути розроблені таким чином, 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. Джерела тепла потім додаються до компонентів моделювання - зазвичай до моделей IC, які генерують достатньо тепла, щоб привернути увагу. Указуються умови навколишнього середовища, такі як температура повітря, вектор сили тяжіння (для розрахунку конвекції), а іноді і зовнішнє радіаційне навантаження. Потім змоделюйте модель; Результати зазвичай включають діаграми температури та потоку повітря. У вольєрі також важливо отримати карту тиску.

Конфігурація завершується введенням різних початкових умов – температури та тиску навколишнього середовища, природи теплоносія (у цьому випадку повітря при температурі 30 градусів C), напрямку друкованої плати в полі земного тяжіння тощо, а потім запускаємо моделювання. Для виконання моделювання програмне забезпечення розділяє всю модель на велику кількість одиниць, кожна з яких має власні матеріальні та теплові характеристики та межу з іншими одиницями. Потім він моделює умови в кожному елементі та повільно поширює їх на інші елементи відповідно до специфікації матеріалу. Теплове моделювання та аналіз сприятимуть кращому дизайну друкованої плати.