Simulace chlazení elektroniky: součástek, DPS i celého zařízení

I když jsou teplotní simulace obecně poměrně dobře zvládnuté, v elektronice naráží na celou řadu komplikací. Elektronické zařízení sestává z více objektů (deska plošných spojů, součástky, kabeláž, větrák, chladiče, kryt atd.). Uplatňuje se zde jak přenos tepla vedením přes komplikovanou geometrii objektů, tak prouděním v členitém prostoru, případně i sáláním.

Skupina programů FloTherm od společnosti Mentor a Siemens business představuje CFD software speciálně zaměřený na určité druhy teplotních simulací v elektronice. Jedním z nich je program FloTherm XT, který je určený pro simulaci chlazení elektronických systémů, od počátečního návrhu až po finální optimalizaci. Uživatel může zjišťovat teplotní poměry součástek, desky plošných spojů i celého zařízení, optimalizovat typ, tvar a přesné rozměry chladičů, umístění DPS v krytu, stejně jako prověřit způsob proudění vzduchu, navrhované chladicí ventilátory, rozměry a umístění a velikost větracích otvorů atd.

Import geometrie desky plošných spojů lze dovést až na úroveň vlastních plošných spojů – to umožňuje modelovat vznik a šíření tepla v plošných spojích zadáním hodnoty protékajícího proudu. Umožňuje také modelovat Joulové ztráty, vedení tepla na chladicích plochách vč. DPS atd.

Kromě různých modelů v knihovně umožňuje program pro potřeby simulací vytvořit i vlastní modely. K optimalizaci teplotních poměrů elektronického zařízení je možné využít parametrické zadávání hodnot geometrie i atributů, například materiálu. Uživatel může také nastavit určitý počet případových studií s různými hodnotami, aby rychle získal nejlepší možné řešení.

FloTherm XT je samostatný CFD program, do kterého lze načíst navrženou desku plošných spojů i mechanické objekty z ECAD a MCAD programů. Protože je navržen speciálně pro potřeby chlazení elektroniky, je v simulaci velmi rychlý. Tento program získal několik ocenění – např. Product of the Year v kategorii Electronics products 2016 nebo cenu za metodologii optimalizace chladiče.

Více informací o programech FloTherm je uvedeno na webových stránkách výrobce nebo lokálního distributora. Zájemcům o vyzkoušení je k dispozici také 30denní přístup k plné verzi programu na cloudu (FloTherm XT Virtual Lab).