전자기기 및 반도체를 위한 새로운 Simcenter 자료

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Design. Performance. Lifetime – Insights from Thermal Ohm’s Law

디자인, 성능 및 수명 중에서 2 개 중 2 개만 선택할 수 있습니다. 세 번째는 전자 제품의 열 관리에 적용되는 옴의 법칙 열 비유를 고려한 다른 두 가지 선택의 결과입니다. 이것은 어려운 방법을 배운 식스 시그마 마스터 블랙 벨트를위한 전자 열 전문가이자 설계 인 Wendy Luiten이 공유 한 통찰력입니다. Wendy는 이제 당신을 포함한 다른 사람들을 진정으로 가르칩니다.

Consider Thermal Resistance fundamental impacts

열 저항에 대한 온도 상승은 그것을 통해 흐르는 열의 양에 비례합니다. 이것이 바로 전기 회로에 대한 옴의 법칙에 해당하는 열적 옴의 법칙입니다. 간단하고 완전하며 모든 것을 포괄하는 것처럼 들립니다. 그것은 – 말 그대로 큰 그림입니다. 그러나 이러한 과학적 이해가 실제 엔지니어링 설계에 어떤 의미를 갖는가?

실제로 온도 상승은 제품 사용 및 사용 조건, 수명 및 신뢰성에 대한 고객의 기대와 관련이 있습니다. 열 방출은 성능에 대한 고객의 기대와 연결됩니다. 열 저항은 제품의 독특한 모양과 느낌을주는 제품의 디자인, 크기 및 미학과 관련이 있습니다.

따라서 Thermal Ohm의 법칙이 적용되는 동안 전력 손실, 신뢰성 및 열 저항은 상호 의존적입니다. 성능과 사용 사례, 수명 및 안정성 * 및 * 디자인을 독립적으로 선택할 수 없습니다. 요컨대, 3 개 중 2 개만 선택할 수 있습니다.

Why do companies often still over-look this thermal Ohm’s law lesson?

주된 이유는 제품 속성의 이러한 세 가지 측면이 각각의 기술 사일로에서 작업하는 독립적 인 그룹에 의해 개별적으로 작업되기 때문입니다. Thermal Ohm의 법칙은 일반적으로 개발 예산이 지출되고 물리적 하드웨어가 존재하는 첫 번째 제품 통합 단계에서 세 가지 모두가 함께 작동해야하는 경우에만 나타나므로 개발 및 테스트에서 문제가 발생하지 않습니다. 방산과 열 저항이 고정되어 있고 열 문제를 해결하기에는 너무 늦었으므로 성능 사양을 완화해야합니다. 이 시점에서 시간 압박은 엄청날 것이고 상황은 복잡 할 것이며 관련된 다른 그룹의 기득권에 의해 복잡해질 것입니다. 근본적인 원인을 완전히 이해하지 못할 수도 있습니다.

현재 많은 회사에서 열 설계를 확인하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통합했으며 일부는 30 년 이상 동안 사용하고 있습니다. 당시 시뮬레이션은 각 부서가 설계 및 개발 궤적을 완료 한 후에 이루어졌으며 유사한 하드웨어 프로토 타입을 컴퓨터 시뮬레이션으로 대체했습니다. 설계 시뮬레이션은 프로토 타입을 만드는 것보다 저렴했기 때문에 시뮬레이션을 채택한 주요 비즈니스 동인은 비용 절감이었습니다. 열 엔지니어는 실험가였으며 선택한 위치에서만 온도를 표시하는 열전대를 모든 곳에서 온도를 보여주는 시뮬레이션으로 교체했습니다. 그러나 예상치 못한 이점이있었습니다. 통찰력입니다. 열전대는 공기가하는 일을 보여주지 않습니다. 컴퓨팅 기술을 사용하면 하드웨어를 전통적으로 사용할 수있는 개발 단계를 기다릴 필요없이 성능, 유용성 및 디자인에 대한 기대치 간의 충돌을 확인할 수 있습니다. 당시 열 모델은이 통합 단계에서 프로토 타이핑을 통해 문제가 식별 되었기 때문에 시스템 수준에서 구축되었습니다. 당시 깨닫지 못한 채 전자 열 설계에서 디지털 트윈은 1990 년대 중반에 개발되고있었습니다.

Simulation in early stage design – critical electronics cooling insight

https://youtu.be/samd0gbBEAQ 

시스템 수준 열 시뮬레이션을 조기에 사용하면 더 나은 설계를 찾을 수있는 충분한 시간이있는 경우 문제가 확대되기 훨씬 전에 문제가 나타날 수 있습니다. 설계 초기에 열 시뮬레이션을 사용하고 관련된 여러 그룹간에 결과 및 설계 선택의 영향을 전달함으로써 3 개 중 3 개를 얻을 수 있습니다. 그러나 초기 설계부터 열 설계를 사전에 사용해야합니다.

Learn from experts in thermal management of electronics

Wendy Luiten은 네덜란드 아인트호벤의 The High Tech Institute를 통해 온라인 및 기업 내부에서 가상 열 설계 과정을 정기적으로 운영합니다. 그녀는 종종 참가자들이 회사에서 전자 및 기계 CAD가 완료 될 때만 CFD 시뮬레이션을 실행하고 각 파일을 읽을 수 있다고 설명하는 것을 듣습니다. 그때까지는 변경하기에는 너무 늦었습니다. 의미있는 CFD를 실행하려면 최종 버전에서 전자 및 기계 CAD 파일이 필요하다는 것은 오해입니다. 이전 버전에서 작업 한 매우 의미있는 통찰력을 얻을 수 있으며 개념 단계에서 열 시뮬레이션을 통합하는 것이 3 개 중 3 개 설계 솔루션을 얻는 데 매우 중요합니다.

열 설계를 시작하는 데 관심이 있거나 전자 냉각 용 Simcenter 소프트웨어가 열 설계를 워크 플로우의 수준으로 끌어 올리는 데 어떻게 도움이되는지 알고 싶다면 Simcenter Flotherm 및 Simcenter Flotherm XT의 온라인 가상 실습을 통해 무료로 직접 시험해 볼 수 있습니다. . 또한 적절한 칩 패키지 열 모델링 대 설계 단계에 대한이 최근 예제와 같이 시청할 수있는 다양한 무료 애플리케이션 주제 온 디맨드 웨비나가 있습니다. 고객과 도구 사용을 배우는 사람들을 위해 30 일 동안 무료로 액세스 할 수있는 온라인 주문형 교육 라이브러리도 있습니다.