اهمیت شبیه سازی حرارتی برای طراحی heatsink

 بیشتر قطعات الکترونیکی زمانی گرم خواهند شد که جریان از طریق آن ها جریان داشته باشد. گرما بستگی به قدرت، ویژگی های دستگاه و طراحی مدار دارد. علاوه بر قطعات، مقاومت اتصالات الکتریکی، سیم کشی مسی و از طریق سوراخ ها نیز می تواند باعث برخی از تلفات گرما و قدرت شود. برای جلوگیری از شکست یا شکست مدار، طراحان PCB باید متعهد به تولید PCBs باشند که می توانند به طور معمول کار کنند و در محدوده دمای ایمن باقی بمانند. اگرچه برخی مدارها می توانند بدون خنک کننده اضافی کار کنند، اما در برخی موارد، اضافه شدن رادیاتورها، طرفداران خنک کننده یا ترکیبی از مکانیسم ها اجتناب ناپذیر است.

چرا به شبیه سازی حرارتی نیاز داریم؟

  شبیه سازی حرارتی بخش مهمی از فرایند طراحی محصول الکترونیکی است، به ویژه هنگامی که از اجزای فوق سریع مدرن استفاده می شود. به عنوان مثال، FPGA یا مبدل سریع AC / DC ممکن است به راحتی چندین وات قدرت را از بین بکشد. بنابراین تخته های PC، محوطه ها و سیستم ها باید طراحی شوند تا تاثیر گرما بر عمل عادی آن ها کوچک شود.

    ما می توانیم از نرم افزارهای تخصصی استفاده کنیم که به طراحان اجازه ورود مدل های سه بعدی کل دستگاه - از جمله بردهای مدار با قطعات، طرفداران (در صورت وجود) و محوطه هایی با دریچه ها را می دهد. سپس منابع گرمایی به اجزای شبیه سازی - معمولاً به مدل های IC اضافه می شوند که گرمای کافی برای جلب توجه تولید می کنند. شرایط محیطی مشخص شده است، مانند دمای هوا، بردار گرانش (برای محاسبه هم رفته)، و گاهی بار تابش خارجی. سپس مدل را شبیه سازی کنید؛ نتایج معمولاً شامل نمودارهای دما و جریان هوا است. در محوطه نیز به دست آوردن نقشه فشار مهم است.

پیکربندی با قرار دادن شرایط اولیه مختلف - دما و فشار محیط، ماهیت خنک کننده (هوا در ۳۰ درجه سانتی گراد در این مورد)، جهت برد مدار در میدان گرانش زمین و غیره تکمیل می شود و سپس شبیه سازی را اجرا می کنیم. نرم افزار به منظور انجام شبیه سازی، کل مدل را به تعداد زیادی واحد برش می دهد که هر کدام دارای ویژگی های مادی و حرارتی خاص خود و مرز با واحدهای دیگر هستند. سپس شرایط درون هر عنصر را شبیه سازی می کند و به آرامی آن ها را با توجه به مشخصات ماده به عناصر دیگر تبلیغ می کند. شبیه سازی حرارتی و تجزیه و تحلیل به طراحی بهتر PCB کمک خواهد کرد.