ประโยชน์ของการจำลองความร้อนสำหรับการออกแบบฮีทซิงค์

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะร้อนเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ความร้อนขึ้นอยู่กับกำลังไฟ ลักษณะอุปกรณ์ และการออกแบบวงจร นอกจากส่วนประกอบต่างๆ แล้ว ความต้านทานของการเชื่อมต่อไฟฟ้า สายไฟทองแดง และรูทะลุยังสามารถทำให้เกิดความร้อนและการสูญเสียพลังงานได้อีกด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวหรือความล้มเหลวของวงจร ผู้ออกแบบฮีทซิงค์ควรมุ่งมั่นที่จะผลิต PCB ที่สามารถทำงานได้ตามปกติและคงอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัย แม้ว่าบางวงจรสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องระบายความร้อนเพิ่มเติม ในบางกรณี การเพิ่มหม้อน้ำ พัดลมระบายความร้อน หรือกลไกหลายอย่างรวมกันเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ทำไมเราต้องจำลองความร้อน?

  การจำลองความร้อนเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ส่วนประกอบความเร็วสูงที่ทันสมัย ตัวอย่างเช่น FPGA หรือตัวแปลง AC/DC แบบเร็วอาจทำให้สูญเสียพลังงานหลายวัตต์ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น แผงพีซี เปลือกหุ้ม และระบบต้องได้รับการออกแบบเพื่อลดผลกระทบของความร้อนต่อการทำงานตามปกติ

เราสามารถใช้ซอฟต์แวร์พิเศษที่ช่วยให้นักออกแบบป้อนโมเดล 3 มิติของอุปกรณ์ทั้งหมดได้ รวมถึงแผงวงจรพร้อมส่วนประกอบ พัดลม (ถ้ามี) และเปลือกหุ้มพร้อมช่องระบายอากาศ จากนั้นจึงเพิ่มแหล่งความร้อนลงในส่วนประกอบการจำลอง - โดยปกติจะเป็นรุ่น IC ซึ่งสร้างความร้อนเพียงพอที่จะดึงดูดความสนใจ มีการระบุสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิอากาศ เวกเตอร์แรงโน้มถ่วง (สำหรับการคำนวณการพาความร้อน) และภาระการแผ่รังสีภายนอกบางครั้ง จากนั้นจำลองแบบจำลอง ผลลัพธ์มักจะรวมถึงไดอะแกรมอุณหภูมิและการไหลของอากาศ สิ่งสำคัญคือต้องมีแผนที่ความดันในตู้

การกำหนดค่าเสร็จสมบูรณ์โดยการป้อนเงื่อนไขเริ่มต้นต่างๆ - อุณหภูมิและความดันโดยรอบ ลักษณะของน้ำหล่อเย็น (ในกรณีนี้คืออากาศที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส) ทิศทางของแผงวงจรในสนามแรงโน้มถ่วงของโลก ฯลฯ จากนั้นเราก็เรียกใช้ การจำลอง เพื่อดำเนินการจำลอง ซอฟต์แวร์จะแบ่งโมเดลทั้งหมดออกเป็นหน่วยจำนวนมาก ซึ่งแต่ละหน่วยมีวัสดุและคุณสมบัติทางความร้อนของตัวเอง และมีขอบเขตกับหน่วยอื่นๆ จากนั้นจะจำลองเงื่อนไขภายในแต่ละองค์ประกอบ แล้วค่อยๆ เผยแพร่ไปยังองค์ประกอบอื่นๆ ตามข้อกำหนดของวัสดุ การจำลองและการวิเคราะห์ความร้อนจะช่วยให้การออกแบบฮีทซิงค์ดีขึ้น