Úvod do FloTHERM® XT

Návrh elektronického zařízení z pohledu termálních poměrů se tradičně nechává až na konec celého procesu, když se vývoj elektroniky i mechaniky už blíží svému závěru. To způsobuje celou řadu dodatečných úprav v návrhu kvůli problémům nalezeným až během testování prototypu. Důsledkem toho se podstatně zvýší náklady na vývoj daného produktu a jeho uvedení na trh se opozdí. V té chvíli už také není dostatek času prozkoumat lepší přístup k návrhu, který se měl provést v počáteční fázi vývoje, kdy provedené simulace mají největší dopad.

Z tohoto důvodu jsme ve společnosti Mentor Graphics cítili potřebu modelovat celý vývojový proces z hlediska chlazení, od konceptu přes verifikaci a prototypování až k výrobě. Navíc jsme chtěli propojit návrh elektroniky (EDA) a mechaniky (MCAD) pro vývojáře včetně termálního specialisty, ale se zaměřením výhradně na chlazení elektroniky. Abychom toho dosáhli, spojili jsme dohromady dva z našich nejvýkonnějších programů – FloTHERM®s jeho 25letou historií v oboru chlazení a FloEFD™ jako moderní prostředek pro CFD (Computational Fluid Dynamics) výpočty dynamiky tekutin. Výsledkem tohoto spojení je FloTHERM XT, nový, specializovaný nástroj pro analýzu chlazení, který podporuje proces vývoje od konceptu po výrobu. Jeho primárním úkolem je podpořit teplotní požadavky, od počátečních podmínek přes detailní implementaci až po konečné ověření návrhu, a udržet data modelu konzistentní i v případě, kdy se mechanický nebo elektrický návrh průběžně vyvíjí.

Obr. 1 FloTHERM XT

Propojení mezi návrhy prováděnými v mechanickém CAD programu (MCAD) a v programu pro návrh desky (EDA) je zajištěno unikátním řešením, které umožňuje, jako první v tomto odvětví, aktualizace modelu v FloTHERM XT s tím, jak se vyvíjí návrh desky. Program je zaměřen čistě na aplikace chlazení v elektronice a využívá jak inovativní možnosti FloTHERM, tak výkon a možnosti FloEFD v technice vytvoření výpočetní sítě (mesh) a ve výpočtu. FloTHERM XT zahrnuje modul nazvaný FloEDA Bridge (obr. 2), ve kterém všechny potřebné návaznosti na EDA nástroj probíhají poloautomaticky při přípravě modelu desky plošných spojů, včetně definování výkonu součástek. Tím je zajištěno přímé a jednoduché převedení přímo a jednoduše do FloTHERM XT.

FloTHERM XT nabízí významné výhody v porovnání s tradičními přístupy v CFD simulaci. Spuštění simulace ve stadiu koncepce a udržení konzistence dat během vývoje návrhu vede k menšímu počtu nutných oprav chyb v pokročilém stadiu návrhu a snižuje následně dobu potřebnou k uvedení výrobku na trh. Software byl vyvinut s vědomím, že se firmy liší v počtu pracovníků, kteří se zabývají termálními analýzami a simulacemi, a tak je určeno jak pro vývojáře, tak pro termální specialisty. Tím, že studie typu „co kdyby” a experimentální či inovativní změny v návrhu mohou být rychle ohodnoceny, dojde se k lepšímu výsledku bez přílišného spoléhání na termální experty, kteří jsou vždy plně vytíženi. Software byl také vyvinut s unikátní schopností překlenout mezeru mezi návrhovými postupy v EDA a MCAD systémech, využívá znalostí společnosti Mentor Graphics a jejího předního postavení mezi výrobci programů pro návrh desek plošných spojů. Přímá integrace s návrhem desky, která zahrnuje i schopnost automatické aktualizace, je bezchybná a nevyžaduje čas navíc ve chvíli, kdy se návrh desky mění v souladu s pokračujícím vývojem.

Obr. 2 FloEDA Bridge Interface

Pracovní postup s použitím FloTHERM XT nabízí také filtrovací schopnosti, nejlepší ve své třídě, pro součástky, které nejsou pro simulace důležité. Kromě toho podporuje automatickou návaznost na knihovny termálních modelů pouzder. S cílem podpořit nejširší možné skupiny uživatelů má program intuitivní schopnost vytvoření výpočtové sítě, přizpůsobitelné uživatelské prostředí a možnosti vytváření modelů. Výsledkem je výrazné snížení doby simulace a efektivní řešení pro komplexní, skládané elektronické systémy.

Zabudování modeláře těles do FloTHERM XT a napojení na EDA software umožňuje firmám přivést mechanické a elektrické návrhové disciplíny blíže k sobě vytvořením 3D modelu produktu, který může být jak velmi jednoduchý, tak i velmi detailní podle potřeby a který je synchronizován s návrhem v MCAD a EDA systémech. Program pomůže firmám zkrátit čas potřebný pro návrh chlazení elektroniky, ale také snížit náklady a rizika s tím spojená, což vede ke kratším dobám uvedení produktů na trh a lepším výrobkům s vyšší spolehlivostí.

Odkaz:

[1] www.mentor.com/products/mechanical/flotherm/flotherm-xt