Como a simulação térmica ajuda no design do dissipador de calor
A maioria dos componentes eletrônicos aquece quando a corrente flui através deles. O calor depende da potência, das características do dispositivo e do design do circuito. Além dos componentes, a resistência das conexões elétricas, da fiação de cobre e dos orifícios passantes também pode causar algumas perdas de calor e energia. Para evitar falhas ou falhas no circuito, os projetistas de PCB devem estar comprometidos em produzir PCBs que possam funcionar normalmente e permanecer dentro da faixa de temperatura segura. Embora alguns circuitos possam funcionar sem refrigeração adicional, em alguns casos, a adição de radiadores, ventoinhas de refrigeração ou uma combinação de mecanismos é inevitável.
Por que precisamos de simulação térmica?
A simulação térmica é uma parte importante do processo de design de produtos eletrônicos, especialmente quando são usados componentes ultrarrápidos modernos. Por exemplo, um FPGA ou um conversor AC/DC rápido pode facilmente dissipar vários watts de potência. Portanto, placas de circuito impresso, gabinetes e sistemas devem ser projetados para miniaturizar o impacto do calor em sua operação normal.
Podemos usar software especializado que permite aos projetistas inserir modelos 3D de todo o dispositivo - incluindo placas de circuito com componentes, ventiladores (se houver) e gabinetes com aberturas de ventilação. Fontes de calor são então adicionadas aos componentes de simulação – geralmente em modelos IC, que geram calor suficiente para atrair a atenção. As condições ambientais são especificadas, como temperatura do ar, vetor de gravidade (para cálculo de convecção) e, às vezes, carga de radiação externa. Em seguida, simule o modelo; Os resultados geralmente incluem diagramas de temperatura e fluxo de ar. No recinto também é importante obter um mapa de pressão.
A configuração é concluída inserindo várias condições iniciais - temperatura e pressão ambiente, a natureza do refrigerante (ar a 30 graus C neste caso), a direção da placa de circuito no campo gravitacional da Terra, etc., e então executamos a simulação. Para realizar a simulação, o software fatia todo o modelo em um grande número de unidades, cada uma com suas próprias características materiais e térmicas e o limite com outras unidades. Em seguida, simula as condições dentro de cada elemento e as propaga lentamente para outros elementos de acordo com a especificação do material. A simulação e análise térmica contribuirão para um melhor design de PCB.
