हीटसिंक डिज़ाइन में थर्मल सिमुलेशन कैसे काम करता है
अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक घटक गर्म हो जाएंगे जब उनमें करंट प्रवाहित होगा। गर्मी शक्ति, उपकरण विशेषताओं और सर्किट डिजाइन पर निर्भर करती है। घटकों के अलावा, विद्युत कनेक्शन, तांबे की तारों और छिद्रों के प्रतिरोध से भी कुछ गर्मी और बिजली की हानि हो सकती है। विफलता या सर्किट विफलता से बचने के लिए, पीसीबी डिजाइनरों को ऐसे पीसीबी बनाने के लिए प्रतिबद्ध होना चाहिए जो सामान्य रूप से काम कर सकें और सुरक्षित तापमान सीमा के भीतर रह सकें। हालाँकि कुछ सर्किट अतिरिक्त कूलिंग के बिना काम कर सकते हैं, कुछ मामलों में, रेडिएटर, कूलिंग पंखे या तंत्र के संयोजन को जोड़ना अपरिहार्य है।
हमें थर्मल सिमुलेशन की आवश्यकता क्यों है?
थर्मल सिमुलेशन इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद डिजाइन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, खासकर जब आधुनिक अल्ट्राफास्ट घटकों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, FPGA या तेज़ AC/DC कनवर्टर कई वाट बिजली आसानी से ख़त्म कर सकता है। इसलिए, पीसी बोर्ड, बाड़ों और प्रणालियों को उनके सामान्य संचालन पर गर्मी के प्रभाव को कम करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
हम विशेष सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं जो डिजाइनरों को पूरे डिवाइस के 3डी मॉडल में प्रवेश करने की अनुमति देता है - जिसमें घटकों के साथ सर्किट बोर्ड, पंखे (यदि मौजूद हैं) और वेंट के साथ बाड़े शामिल हैं। फिर ऊष्मा स्रोतों को सिमुलेशन घटकों में जोड़ा जाता है - आमतौर पर आईसी मॉडल में, जो ध्यान आकर्षित करने के लिए पर्याप्त गर्मी उत्पन्न करते हैं। पर्यावरणीय स्थितियाँ निर्दिष्ट की जाती हैं, जैसे हवा का तापमान, गुरुत्वाकर्षण वेक्टर (संवहन गणना के लिए), और कभी-कभी बाहरी विकिरण भार। फिर मॉडल का अनुकरण करें; परिणामों में आमतौर पर तापमान और वायु प्रवाह आरेख शामिल होते हैं। बाड़े में दबाव मानचित्र प्राप्त करना भी आवश्यक है।
कॉन्फ़िगरेशन विभिन्न प्रारंभिक स्थितियों को इनपुट करके पूरा किया जाता है - परिवेश का तापमान और दबाव, शीतलक की प्रकृति (इस मामले में 30 डिग्री सेल्सियस पर हवा), पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में सर्किट बोर्ड की दिशा, आदि, और फिर हम चलते हैं अनुकरण. सिमुलेशन करने के लिए, सॉफ़्टवेयर पूरे मॉडल को बड़ी संख्या में इकाइयों में विभाजित करता है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी सामग्री और थर्मल विशेषताएं और अन्य इकाइयों के साथ सीमा होती है। फिर यह प्रत्येक तत्व के भीतर स्थितियों का अनुकरण करता है और सामग्री के विनिर्देश के अनुसार धीरे-धीरे उन्हें अन्य तत्वों में प्रसारित करता है। थर्मल सिमुलेशन और विश्लेषण बेहतर पीसीबी डिजाइन में योगदान देगा।
