PCB Teknik - PCB tahtası sıcaklık simülasyonu hakkında

Thermal analiz, PCB'deki komponentlerin elektrik özelliklerini belirlemeye ve yüksek sıcaklığın yüzünden komponentler ya da PCB tahtası yakıp yaktığını belirlemeye yardım eder. Basit sıcak analiz sadece bir PCB'nin ortalama sıcaklığını hesaplıyor ve karmaşık geçici modeller çoklu PCBS ve binlerce komponent olan elektronik ekipmanlar için inşa ediliyor.

Elektronik, PCBS ve elektronik komponentlerin termal gücünün ne kadar dikkatli bir analist modelleri olursa olsun, termal analizinin doğruluğu sonunda PCB tasarımcısı tarafından verilen komponent elektrik tüketiminin doğruluğuna bağlı. Eğer gerçek enerji tüketiminin komponentleri küçük olsa, PCB tasarımına gerçekliğe katkı sağlayan yüksek güvenlik koefitörü tasarlayabilir, veya termal analiziyle göre çok konservatör elementlerin enerji tüketiminin değeri, termal analizi sayesinde, daha ciddi termal tasarım güvenlik koefitörü de çok düşük olabilir. Bu sorunlar genelde PCB soğuk aygıtlarını ya da hayranları kurmak için soğuk aygıtlar veya hayranlar kuruluyor. Bu eklentiler pahalı ve üretim zamanı ekliyor ve tasarımına bir hayranı ekliyor güvenilir bir katı oluşturur, bu yüzden PCBS şimdi pasif so ğutma yerine (doğal konvektör, süreci ve radyasyonel soğutma gibi) etkinliğin düşük sıcaklık menzillerinde çalışmasına izin vermek için kullanıyor.

Zavallı sıcaklık tasarımı sonunda yüksek maliyetlere ve güveniliğini azaltıyor. Bütün PCB tasarımlarında olabilir. Bazı komponent enerji tüketimini tam olarak belirlemek ve PCB termal analizi yaptırmak için küçük, fonksiyonel ürünlere yardım edebilir. Doğru sıcak modeller ve komponent enerji tüketiminin PCB tasarım etkisizliğini azaltmak için kullanılması gerekiyor.

1. Komponent güç hesaplaması

PCB komponentinin enerji tüketimini kesinlikle belirlemesi tekrarlı bir süreç. PCB tasarımcıları kayıp gücünü belirlemek için komponent sıcaklığını bilmeleri ve termal analistlerin termal modelde girmek için güç kaybını bilmeleri gerekiyor. Tasarımcılar ilk olarak çalışan çevre sıcaklığını tahmin ediyorlar veya başlangıç sıcaklık analiz tahmininden alınmış ve sıcaklık modelini refine etmek için elementin enerji girişi, PCB ve bağlı komponentleri "node" (veya sıcaklık) hesaplıyorlar. İkinci adımın sıcaklığı, hesaplama elementinin enerji tüketmesine yeni sıcaklığı kullanmak, Ve sıcak analiz sürecinde bir sonraki adım için elektrik girişini hesapla. Ideal bir dünyada, bu süreç değeri değiştirmeyi durdurana kadar devam ediyor.

Ancak PCB tasarımcıları sık sık görevleri hızlı tamamlamak için basınç altında ve komponentlerin zamanı tüketmesi ve tekrarlı elektrik ve sıcak performans kararını yapmak için yeterince vakit yok. Basitleştirilen bir yaklaşım, PCB'nin toplam güç tüketimini tüm PCB yüzeyinde eylemli sıcak akışı olarak tahmin etmek. Toprak analizi ortalama ortalama çevre sıcaklığını tahmin edebilir, tasarımcıların komponentlerin enerji tüketimini hesaplamasına izin verir ve daha fazla iki sayım komponent sıcaklığının yapılması gerektiğini bilmesini sağlayabilir.

Genelde elektronik komponentler üreticileri komponentler için en yüksek operasyon sıcaklığı dahil olmak için belirtiler sağlıyor. Komponent performansı genelde komponentin çevre sıcaklığı veya iç sıcaklığı tarafından etkilenir, tüketici elektronik ürünler sık sık sık plastik komponentleri kullanır, onun maksimum çalışma sıcaklığı 85 °C derece Celsius ile etkilenir; Askeri ürünler genellikle 125 ° C hızından çalışan ve genellikle 105 ° C.PCB tasarımcıları, aygıt üreticisi tarafından sunduğu sıcaklık/güç kurşunu kullanabilir ki, bilgisayarın enerji tüketimini belirlemek için alet üreticisi tarafından verilen sıcaklık/güç kurşunu kullanabilir.

Daha geçici termal analizi elementin sıcaklığını hesaplamak için en doğru yöntemdir, ama elementin hemen enerji tüketimini belirlemek çok zordur.

Daha iyi bir kompromis, düzenleme ve en kötü durum koşullarını sürekli durum koşulları altında ayrı olarak analiz etmek.

PCBS'in çeşitli sıcaklık türleri tarafından etkilenir ve uygulanabilen tipik sıcaklık sınır şartları da dahil olur:

Ön ve arka yüzlerden doğal veya zorla konveksyon;

Önünden ve arka yüzünden sıcak radyasyon.

PCB kenarından ekipman evine yönlendirme;

Diğer PCBS'e sabit veya fleksibil bağlantılarla yönelik;

PCB'den desteğe (kaldırılmış veya bağlı) yönlendirme;

2 PCB katı arasındaki radyatörler yönetimi.

Termal simülasyon araçları birçok şekilde kullanılır. Temel sıcak modelleme ve analiz araçları, sistem akışı/ısı aktarım analizi için hesaplama sıvı dinamik (CFD) araçları ve detaylı PCB ve komponent modelleme için PCB uygulamaları analizi için evrensel araçlar içeriyor.

2. Temel Prozes

Sistem elektrik performansı göstericilerinin geliştirmesine ve etkilenmeden yaşlı deneyimlere dayanan PCB sıcaklık tasarımını hızlandır.

Sistem ve sıcak analiz tahmini ve cihaz seviyesi sıcak tasarımına dayanarak, sıcak tasarımın sonuçları tasarım defeklerini bulmak ve sistem seviyesi çözümlerini ya da cihaz seviyesi çözümlerini değiştirmek için tahta seviyesi sıcak simülasyonu aracılığıyla tahmin edilebilir.

Termal tasarımın etkisi sıcak performans ölçümlerinden teste edilir ve tasarımın uygulanabilirliği ve etkinliği değerlendirilir.

Ateş simülasyon modeli, tahmin edilen önce-tasarlama-ölçüm-geri dönüşü döngüsünün sürekli pratik sürecinde değiştirildi ve toplanılır, termal simülasyon hızını hızlandırmak ve termal simülasyon doğruluğunu geliştirmek için. PCB sıcak tasarım deneyimini tamamlayın.

3. Tahta seviyesi sıcak simülasyonu

Tahta seviyesi sıcak simülasyon yazılımı sıcak radyasyon, ısı yönetimi, ısı konveksyonu, sıcak sıcaklığı, sıcak sıcaklığı, sıcak basınç, sıcak hızlığı ve hareket vektörü PCB'nin 3d yapı modellerinde simüle edebilir ve şiddetli ısı bozulmasını, vakuum durumu veya doğal ısı bozulmasını da simül Şu anda Flotherm, Betasoft ve buna benzer tipik tabak termal analizi için bir yazılım var.