Disiparea de putere si conditiile Disiparea de putere si conditiile termice la limitatermice la limita

Mircea DOBREMircea DOBRE

Master TAEAMaster TAEA

ConcepteConcepte

Densitatea de componente electronice pe designul Densitatea de componente electronice pe designul actual de PCB este mai mare decât oricând.actual de PCB este mai mare decât oricând.

De aceea odata cu creşterea densitatii de putere este De aceea odata cu creşterea densitatii de putere este dificil pentru un designer de PCB ignorarea efectelor dificil pentru un designer de PCB ignorarea efectelor termice.termice.

Nevoia analizei termice se bazeaza pe simplu fapt ca Nevoia analizei termice se bazeaza pe simplu fapt ca puterea unei componenete electronice este afectata puterea unei componenete electronice este afectata de tempereatura.de tempereatura.

Cu cat temperatura componentei electronice este mai Cu cat temperatura componentei electronice este mai mare cu atat performanta electrica este mai mica.mare cu atat performanta electrica este mai mica.

ConcepteConcepte

Analiza termica poate duce la : - determinarea peformantelor electrice ale Analiza termica poate duce la : - determinarea peformantelor electrice ale componentelor PCBcomponentelor PCB

-determinarea temparaturii maxime ce -determinarea temparaturii maxime ce poate duce la distrugerea componentei respective.poate duce la distrugerea componentei respective.

Analiza termica poate fi la fel de simpla precum calcularea temperaturii Analiza termica poate fi la fel de simpla precum calcularea temperaturii medii a unui PCB sau poate fi la fel de complicat precum un model de medii a unui PCB sau poate fi la fel de complicat precum un model de cutie electronica cu multiple PCB-uri şi mii de componente.cutie electronica cu multiple PCB-uri şi mii de componente.

Concepte Concepte

O problema crtitica este reprezentata de sub-O problema crtitica este reprezentata de sub-dimensionarea termica.dimensionarea termica.

Rezolvarea problemei reprezinta adaugarea de Rezolvarea problemei reprezinta adaugarea de radioatoare si ventilatoare de racire.radioatoare si ventilatoare de racire.

Costuri ridicate Costuri ridicate Intazierea productieiIntazierea productiei Folosirea de metode pasive si nu activeFolosirea de metode pasive si nu active

Disiparea de putere-proces iterativDisiparea de putere-proces iterativ

Determinarea disiparii de putere:Determinarea disiparii de putere:

-temperatura componetei pentru -temperatura componetei pentru determinarea putereideterminarea puterei

-disiparea de putere pentru modelul -disiparea de putere pentru modelul analitic.analitic.

Toate aceste valori vor fi introduse intr-un model termic Toate aceste valori vor fi introduse intr-un model termic unde temperatura PCB-ului si a “hot spot-ului” sunt unde temperatura PCB-ului si a “hot spot-ului” sunt calculate.calculate.

Folosirea noilor temperaturi in urmatoarea analiza a Folosirea noilor temperaturi in urmatoarea analiza a disiparii de puteredisiparii de putere

Obtinerea unor temperaturi neschimbateObtinerea unor temperaturi neschimbate

Disiparea de putere-proces iterativDisiparea de putere-proces iterativ

Disiparea de putere-proces iterativDisiparea de putere-proces iterativ

Proces lentProces lent Estimarea disiparii totale de putere si aplicarea acesteia Estimarea disiparii totale de putere si aplicarea acesteia

uniform pe PCBuniform pe PCB Analiza termica va determina maximul de temperatura Analiza termica va determina maximul de temperatura

ambientalaambientala Puterea componentei este influentata de temperatura aerului Puterea componentei este influentata de temperatura aerului

ambiental si temperatura carcasei componenteambiental si temperatura carcasei componente Plastic : 85 gradePlastic : 85 grade Ceramica : 105 grade – 125 gradeCeramica : 105 grade – 125 grade

Analiza termica in repaus/tranzitieAnaliza termica in repaus/tranzitie

Analiza termica in repausAnaliza termica in repausAnaliza termica in tranzitieAnaliza termica in tranzitie

Analiza termica in repaus/tranzitieAnaliza termica in repaus/tranzitie

Conditii termice la limitaConditii termice la limita

Convectia naturala/fortata din fata si spatele suprafeteiConvectia naturala/fortata din fata si spatele suprafetei Radiatia din fata si spatele suprafeteiRadiatia din fata si spatele suprafetei Conductia de la marginile PCB cate peretii cutiei Conductia de la marginile PCB cate peretii cutiei

electroniceelectronice Conductia prin conectorii rigizi sau flexibili catre alte Conductia prin conectorii rigizi sau flexibili catre alte

PCB-uriPCB-uri Conductia de la PCB catre cadrul de montare pe care Conductia de la PCB catre cadrul de montare pe care

este fixat PCB-uleste fixat PCB-ul Conductia catre radiator intre 2 PCB sandwichConductia catre radiator intre 2 PCB sandwich

Tool-uri de simulare termicaTool-uri de simulare termica

Unelte de uz general pentru analizarea Unelte de uz general pentru analizarea oricarui tio de structuraoricarui tio de structura

CFD(computational fluid dynamics) folosit CFD(computational fluid dynamics) folosit pentru analiza fluxului/transferului de pentru analiza fluxului/transferului de caldura.caldura.

Aplicatii specifice pentru PCB si Aplicatii specifice pentru PCB si modelarea componenteimodelarea componentei

ConcluziiConcluzii

Analiza termica ajuta la determinarea Analiza termica ajuta la determinarea comportamentala a unui produs electronic finit comportamentala a unui produs electronic finit inainte de intrarea acestuia in productieinainte de intrarea acestuia in productie

Ajuta la design si creatie asigurand in acelasi Ajuta la design si creatie asigurand in acelasi timp o fiabilitate ridicata a produsuluitimp o fiabilitate ridicata a produsului

Scade costul total de productie prin virtualizarea Scade costul total de productie prin virtualizarea produsului si evidentierea defectelor acestuia produsului si evidentierea defectelor acestuia inca din faza de proiectareinca din faza de proiectare

VA multumesc!!VA multumesc!!