Tại sao chúng ta cần mô phỏng nhiệt
Hầu hết các linh kiện điện tử sẽ nóng lên khi có dòng điện chạy qua chúng. Nhiệt phụ thuộc vào công suất, đặc tính thiết bị và thiết kế mạch. Ngoài các thành phần, điện trở của các kết nối điện, dây đồng và thông qua các lỗ cũng có thể gây ra một số tổn thất nhiệt và điện năng. Để tránh hỏng hóc hoặc hỏng mạch, các nhà thiết kế PCB nên cam kết sản xuất PCB có thể hoạt động bình thường và duy trì trong phạm vi nhiệt độ an toàn. Mặc dù một số mạch có thể hoạt động mà không cần làm mát bổ sung, nhưng trong một số trường hợp, việc bổ sung bộ tản nhiệt, quạt làm mát hoặc kết hợp các cơ chế là không thể tránh khỏi.
Tại sao chúng ta cần mô phỏng nhiệt?
Mô phỏng nhiệt là một phần quan trọng của quá trình thiết kế sản phẩm điện tử, đặc biệt là khi sử dụng các linh kiện siêu nhanh hiện đại. Ví dụ, FPGA hoặc bộ chuyển đổi AC / DC nhanh có thể dễ dàng tiêu hao một vài watt điện. Do đó, bo mạch, vỏ và hệ thống PC phải được thiết kế để giảm thiểu tác động của nhiệt đối với hoạt động bình thường của chúng.
Chúng tôi có thể sử dụng phần mềm chuyên dụng cho phép các nhà thiết kế nhập mô hình 3D của toàn bộ thiết bị - bao gồm bảng mạch với các linh kiện, quạt (nếu có) và vỏ có lỗ thông hơi. Các nguồn nhiệt sau đó được thêm vào các thành phần mô phỏng - thường là các mô hình vi mạch, tạo ra đủ nhiệt để thu hút sự chú ý. Các điều kiện môi trường được quy định, chẳng hạn như nhiệt độ không khí, vectơ trọng lực (để tính toán đối lưu), và đôi khi tải bức xạ bên ngoài. Sau đó mô phỏng mô hình; Kết quả thường bao gồm các biểu đồ nhiệt độ và luồng không khí. Trong bao vây, điều quan trọng là phải có được một bản đồ áp suất.
Cấu hình được hoàn thành bằng cách nhập các điều kiện ban đầu khác nhau - nhiệt độ và áp suất môi trường xung quanh, bản chất của chất làm mát (không khí ở 30 độ C trong trường hợp này), hướng của bảng mạch trong trường trọng lực của trái đất, v.v. và sau đó chúng tôi chạy mô phỏng. Để thực hiện mô phỏng, phần mềm sẽ cắt toàn bộ mô hình thành một số lượng lớn các đơn vị, mỗi đơn vị có đặc tính vật liệu và nhiệt riêng và ranh giới với các đơn vị khác. Sau đó, nó mô phỏng các điều kiện bên trong mỗi phần tử và từ từ truyền chúng sang các phần tử khác theo đặc điểm kỹ thuật của vật liệu. Mô phỏng và phân tích nhiệt sẽ góp phần thiết kế PCB tốt hơn.
