Защо имаме нужда от термична симулация
Повечето електронни компоненти ще се нагреят, когато ток тече през тях. Топлината зависи от мощността, характеристиките на устройството и дизайна на веригата. В допълнение към компонентите, съпротивлението на електрическите връзки, медното окабеляване и проходните отвори също може да причини известни загуби на топлина и мощност. За да избегнат повреда или повреда на веригата, дизайнерите на печатни платки трябва да се ангажират да произвеждат печатни платки, които могат да работят нормално и да останат в безопасния температурен диапазон. Въпреки че някои вериги могат да работят без допълнително охлаждане, в някои случаи добавянето на радиатори, охлаждащи вентилатори или комбинация от механизми е неизбежно.
Защо се нуждаем от термична симулация?
Термичната симулация е важна част от процеса на проектиране на електронни продукти, особено когато се използват съвременни свръхбързи компоненти. Например, FPGA или бърз AC/DC преобразувател могат лесно да разсеят няколко вата мощност. Следователно, платките, корпусите и системите за компютър трябва да бъдат проектирани така, че да минимизират въздействието на топлината върху тяхната нормална работа.
Можем да използваме специализиран софтуер, който позволява на дизайнерите да въвеждат 3D модели на цялото устройство - включително платки с компоненти, вентилатори (ако има) и корпуси с вентилационни отвори. След това към компонентите за симулация се добавят източници на топлина - обикновено към IC модели, които генерират достатъчно топлина, за да привлекат вниманието. Посочват се условия на околната среда, като температура на въздуха, гравитационен вектор (за изчисляване на конвекция) и понякога външно радиационно натоварване. След това симулирайте модела; Резултатите обикновено включват диаграми за температура и въздушен поток. В заграждението също е важно да получите карта на налягането.
Конфигурацията се завършва с въвеждане на различни начални условия - околна температура и налягане, естеството на охлаждащата течност (въздух при 30 градуса С в този случай), посоката на платката в земното гравитационно поле и т.н., след което стартираме симулацията. За да извърши симулацията, софтуерът разделя целия модел на голям брой единици, всяка от които има свои собствени материални и термични характеристики и граница с други единици. След това симулира условията във всеки елемент и бавно ги разпространява към други елементи според спецификацията на материала. Термичната симулация и анализ ще допринесат за по-добър дизайн на печатни платки.
