방열판 설계를 위한 열 시뮬레이션의 장점

대부분의 전자 부품은 전류가 흐르면 가열됩니다. 열은 전원, 장치 특성 및 회로 설계에 따라 다릅니다. 구성 요소 외에도 전기 연결, 구리 배선 및 스루홀의 저항으로 인해 일부 열 및 전력 손실이 발생할 수 있습니다. 오류 또는 회로 오류를 방지하기 위해 방열판 설계자는 정상적으로 작동하고 안전한 온도 범위 내에서 유지할 수 있는 PCB를 생산하기 위해 노력해야 합니다. 일부 회로는 추가 냉각 없이 작동할 수 있지만 경우에 따라 라디에이터, 냉각 팬 또는 메커니즘 조합의 추가가 불가피합니다.

열 시뮬레이션이 필요한 이유는 무엇입니까?

  열 시뮬레이션은 특히 최신 초고속 구성 요소를 사용할 때 전자 제품 설계 프로세스의 중요한 부분입니다. 예를 들어, FPGA 또는 고속 AC/DC 컨버터는 몇 와트의 전력을 쉽게 소모할 수 있습니다. 따라서 PC 보드, 인클로저 및 시스템은 정상적인 작동에 대한 열의 영향을 최소화하도록 설계되어야 합니다.

구성 요소가 있는 회로 기판, 팬(있는 경우) 및 통풍구가 있는 인클로저를 포함하여 설계자가 전체 장치의 3D 모델을 입력할 수 있는 특수 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 그런 다음 열원이 시뮬레이션 구성요소에 추가됩니다. 일반적으로 관심을 끌기에 충분한 열을 생성하는 IC 모델에 추가됩니다. 대기 온도, 중력 벡터(대류 계산용) 및 경우에 따라 외부 복사 부하와 같은 환경 조건이 지정됩니다. 그런 다음 모델을 시뮬레이션합니다. 결과에는 일반적으로 온도 및 기류 다이어그램이 포함됩니다. 인클로저에서 압력 맵을 얻는 것도 중요합니다.

주변 온도와 압력, 냉각수의 성질(이 경우 30℃의 공기), 지구 중력장에서 회로 기판의 방향 등 다양한 초기 조건을 입력하여 구성을 완료한 후 실행합니다. 시뮬레이션. 시뮬레이션을 수행하기 위해 소프트웨어는 전체 모델을 많은 수의 단위로 분할합니다. 각 단위는 고유한 재료 및 열 특성과 다른 단위와의 경계를 갖습니다. 그런 다음 각 요소 내의 조건을 시뮬레이션하고 재료의 사양에 따라 다른 요소로 천천히 전파합니다. 열 시뮬레이션 및 분석은 더 나은 방열판 설계에 기여할 것입니다.