Por que precisamos de simulação térmica
A maioria dos componentes eletrônicos aquecerá quando a corrente flui através deles. O calor depende da potência, características do dispositivo e design do circuito. Além dos componentes, a resistência de conexões elétricas, fiação de cobre e através de furos também pode causar algumas perdas de calor e energia. Para evitar falhas ou falhas no circuito, os projetistas de PCB devem estar comprometidos com a produção de PCBs que possam funcionar normalmente e permanecer dentro da faixa de temperatura segura. Embora alguns circuitos possam funcionar sem resfriamento adicional, em alguns casos, a adição de radiadores, ventiladores de resfriamento 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 componentes ultrarrápios modernos são usados. Por exemplo, o conversor FPGA ou rápido AC/DC pode facilmente dissipar vários watts de potência. Portanto, placas, gabinetes e sistemas de PC devem ser projetados para minimizar o impacto do calor em seu funcionamento normal.
Podemos usar software especializado que permite que os designers insiram modelos 3D de todo o dispositivo - incluindo placas de circuito com componentes, ventiladores (se presentes) e gabinetes com aberturas. As fontes de calor são então adicionadas aos componentes de simulação - geralmente aos modelos ic, que geram calor suficiente para atrair a atenção. Condições ambientais são especificadas, como temperatura do ar, vetor de gravidade (para cálculo de convecção) e, por vezes, carga de radiação externa. Em seguida, simule o modelo; Os resultados geralmente incluem diagramas de temperatura e fluxo de ar. No gabinete, também é importante obter um mapa de pressão.
A configuração é completa por inserção de várias condições iniciais - temperatura ambiente e pressão, a natureza do refrigerante (ar a 30 ° 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 corta todo o modelo em um grande número de unidades, cada uma com características materiais e térmicas próprias e o limite com outras unidades. Em seguida, simula as condições dentro de cada elemento e lentamente as propaga para outros elementos de acordo com a especificação do material. Simulação e análise térmica contribuirão para um melhor design de PCB.
