Mengapa simulasi fisik sangat penting untuk desain heatsik
Sebagian besar komponen elektronik akan menjadi panas ketika arus mengalir melaluinya. Panas bergantung pada daya, karakteristik perangkat, dan desain sirkuit. Selain komponen, hambatan sambungan listrik, kabel tembaga, dan lubang tembus juga dapat menyebabkan hilangnya panas dan daya. Untuk menghindari kegagalan atau kegagalan rangkaian, perancang 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 memerlukan simulasi termal?
Simulasi termal adalah bagian penting dari proses desain produk elektronik, terutama ketika komponen ultracepat modern digunakan. Misalnya, FPGA atau konverter AC/DC cepat dapat dengan mudah menghilangkan beberapa watt daya. Oleh karena itu, papan PC, penutup, dan sistem harus dirancang untuk meminimalkan dampak panas pada pengoperasian normalnya.
Kita dapat menggunakan perangkat lunak khusus yang memungkinkan perancang memasukkan model 3D 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 dalam selungkup, 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., lalu kita jalankan simulasi. Untuk melakukan simulasi, perangkat lunak membagi seluruh model menjadi sejumlah besar unit, yang masing-masing memiliki karakteristik material dan termal sendiri serta batasnya dengan unit lainnya. 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.
