Pentingnya simulasi termal untuk desain heatsink
Sebagian besar komponen elektronik akan panas ketika arus mengalir melaluinya. Panas tergantung pada daya, karakteristik perangkat, dan desain sirkuit. Selain komponen, hambatan sambungan listrik, kabel tembaga dan lubang tembus juga dapat menyebabkan kerugian panas dan daya. Untuk menghindari kegagalan atau kegagalan sirkuit, desainer PCB harus berkomitmen untuk memproduksi PCB yang dapat bekerja secara normal dan tetap dalam kisaran suhu yang aman. Meskipun beberapa sirkuit dapat bekerja tanpa pendinginan tambahan, dalam beberapa kasus, penambahan radiator, kipas pendingin, atau kombinasi mekanisme tidak dapat dihindari.
Mengapa kita perlu simulasi termal?
Simulasi termal merupakan bagian penting dari proses desain produk elektronik, terutama ketika komponen ultracepat modern digunakan. Misalnya, FPGA atau konverter AC/DC cepat dapat dengan mudah menghilangkan daya beberapa watt. Oleh karena itu, papan PC, penutup dan sistem harus dirancang untuk memperkecil dampak panas pada operasi normalnya.
Kami dapat menggunakan perangkat lunak khusus yang memungkinkan desainer untuk memasukkan model 3D dari seluruh perangkat - termasuk papan sirkuit dengan komponen, kipas (jika ada) dan penutup dengan ventilasi. Sumber panas kemudian ditambahkan ke komponen simulasi - biasanya ke model IC, yang menghasilkan panas yang cukup untuk menarik perhatian. Kondisi lingkungan ditentukan, seperti suhu udara, vektor gravitasi (untuk perhitungan konveksi), dan terkadang beban radiasi eksternal. Kemudian simulasikan modelnya; Hasilnya biasanya mencakup diagram suhu dan aliran udara. Di enklosur, penting juga untuk mendapatkan peta tekanan.
Konfigurasi diselesaikan dengan memasukkan berbagai kondisi awal - suhu dan tekanan sekitar, sifat pendingin (dalam hal ini udara pada 30 derajat C), arah papan sirkuit di medan gravitasi bumi, dll., dan kemudian kita jalankan simulasi. Untuk melakukan simulasi, perangkat lunak mengiris seluruh model menjadi sejumlah besar unit, yang masing-masing memiliki karakteristik material dan termalnya sendiri dan batas dengan unit lain. Kemudian mensimulasikan kondisi dalam setiap elemen dan perlahan-lahan menyebarkannya ke elemen lain sesuai dengan spesifikasi material. Simulasi dan analisis termal akan berkontribusi pada desain PCB yang lebih baik.
