การจำลองความร้อนทำงานอย่างไรในการออกแบบฮีทซิงค์

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะร้อนเมื่อมีกระแสไหลผ่าน ความร้อนขึ้นอยู่กับกำลัง คุณลักษณะของอุปกรณ์ และการออกแบบวงจร นอกจากส่วนประกอบต่างๆ แล้ว ความต้านทานของการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า สายไฟทองแดง และรูทะลุยังทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนและพลังงานได้อีกด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวหรือความล้มเหลวของวงจร ผู้ออกแบบ PCB ควรมุ่งมั่นที่จะผลิต PCB ที่สามารถทำงานได้ตามปกติและคงอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัย แม้ว่าบางวงจรสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องระบายความร้อนเพิ่มเติม แต่ในบางกรณี การเพิ่มหม้อน้ำ พัดลมระบายความร้อน หรือกลไกหลายอย่างรวมกันก็เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

เหตุใดเราจึงต้องมีการจำลองความร้อน?

การจำลองความร้อนเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ส่วนประกอบที่เร็วเป็นพิเศษสมัยใหม่ ตัวอย่างเช่น FPGA หรือตัวแปลง AC / DC ที่รวดเร็วอาจกระจายพลังงานหลายวัตต์ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น บอร์ดพีซี กล่องหุ้ม และระบบต่างๆ จะต้องได้รับการออกแบบให้ลดผลกระทบของความร้อนต่อการทำงานปกติให้เหลือน้อยที่สุด

เราสามารถใช้ซอฟต์แวร์พิเศษที่ช่วยให้นักออกแบบป้อนโมเดล 3 มิติของอุปกรณ์ทั้งหมดได้ รวมถึงแผงวงจรที่มีส่วนประกอบ พัดลม (ถ้ามี) และกล่องหุ้มที่มีช่องระบายอากาศ จากนั้นแหล่งความร้อนจะถูกเพิ่มเข้าไปในส่วนประกอบการจำลอง ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นโมเดล IC ซึ่งสร้างความร้อนมากพอที่จะดึงดูดความสนใจ มีการระบุสภาวะแวดล้อม เช่น อุณหภูมิอากาศ เวกเตอร์แรงโน้มถ่วง (สำหรับการคำนวณการพาความร้อน) และบางครั้งภาระการแผ่รังสีภายนอก จากนั้นจึงจำลองโมเดล โดยทั่วไปผลลัพธ์จะประกอบด้วยไดอะแกรมอุณหภูมิและการไหลของอากาศ ในตู้ สิ่งสำคัญคือต้องได้รับแผนที่แรงดัน