Пособие по методам теплоотвода в электронике

Поиск

Гайд по тепловому моделированию радиатора в Асоника-ТМ

1. Для создания нового проекта необходимо найти команду «Новый» в пункте меню «Проект». Если вы выбрали данную команду, при этом не сохранив предыдущий проект, то система вас об этом оповестит. Далее в дереве проекта уже будет создан автоматически печатный узел, где необходимо добавить слой, для этого достаточно нажать правой кнопкой мыши (ПКМ) по вкладке слой, выбрать «добавить» (рис.1).

1r
Рис. 1. Добавление слоя

Затем в этом слое необходимо задать следующие параметры и выбрать «Применить» (рис.2):

2r
Рис. 2. Параметры слоя

Таким образом будет создан слой в печатном узле, данный способ понадобится также при создании кулера и тепловой шины.

2. Далее необходимо добавить транзистор, для этого в дереве проекта надо нажать пкм на первую сторону, появится диалоговое окно, где нужно выбрать пункт «Электрорадиоизделия» как на рис.3 и нажать «Добавить».

3r
Рис. 3. Добавление ЭРИ

После этого в следующем окне (рис.4) нажимаем «добавить».

4r
Рис. 4. Добавление ЭРИ

Затем необходимо выбрать класс транзистора, для нашего теплового моделирования выбираем «(импортные) Полупроводниковые приборы» как на рисунке 5. После чего нажимаем «Принять».

5r
Рис. 5. Выбор класса транзистора

Далее в появившемся окне во второй строке нажимаем на значок 1 и выбираем значение из выпадающего списка (рис. 6).

6r
Рис. 6. Выбор значения транзистора

После выбора значение нажимаем «Выбрать», после чего появится окно с параметрами выбранного транзистора, окно должно выглядеть следующим образом (рис.7):

7r
Рис. 7. Параметры транзистора

Также необходимо нажать на кнопку «Расчет парам» в правом нижнем углу, в появившемся окне настроить геометрические параметры транзистора как на рисунке 8. После настройки необходимо снова нажать на «Расчет парам», а после нажать два раза на «Принять».

8r
Рис. 8. Расчет параметров транзистора

Теперь дерево проекта выглядит так (рис. 9):

9r
Рис. 9. Дерево проекта

3. Теперь добавим сам радиатор, для этого снова нажимаем пкм на первую сторону и выбираем «Радиаторы», после чего выбираем «Добавить» (рис. 10).

10r
Рис. 10. Добавление радиатора

В появившемся окне снова выбираем все параметры как на рисунке 11. Важно: тип радиатора – ребристый, чтобы выбрать материал щёлкаем на значок 1 в строке материал. После этого в окошке (рис. 12) настраиваем параметры материала, выбираем при этом медь, толщина 1мм.

11r
Рис. 11. Параметры радиатора
12r
Рис. 12. Параметры материала

После настройки материала выбираем «Применить», в окне параметров радиатора тоже нажимаем «Применить». Дерево проекта на данном этапе (рис. 13):

13r
Рис. 13. Дерево проекта

4. Теперь необходимо добавить граничные условия для границы твердого тела и окружающей среды. Для этого также нажимаем пкм на первую сторону и выбираем «Тепловые граничные условия» → «Добавить» (рис. 14).

14r
Рис. 14. Добавление граничных условий

В открывшемся окне выбираем «Естественная конвекция…», температуру окружающего воздуха и соседнего конструктивного элемента (КЭ) ставим 30 градусов, давление воздуха считаем нормальным, ниже в размерах указываем размер платы, в нашем случае это 100х70 (рис. 15а).

15r
Рис. 15а. Параметры теплового граничного условия для первой стороны

Точно так же добавляем тепловое граничное условие на вторую сторону (рис. 15б).

15-r
Рис. 15б. Параметры теплового граничного условия для второй стороны

После этих несложных операций конструкция в 3д представлении выглядит следующим образом (рис. 16):

16r
Рис. 16. Радиатор в 3д пространстве

5. Теперь наконец проведём тепловой расчёт, для этого в меню выбираем «Анализ» → «Тепловой» → «Стационарный» (рис. 17).

17r
Рис. 17. Выбор расчёта

Появится окно (рис. 18), означающее, что моделирование физического процесса прошло успешно. Нажимаем «Закрыть».

18r
Рис. 18. Диалоговое окно

Далее переходим в постпроцессор, нажав на панели инструментов букву R 2. Для просмотра результата теплового моделирования выбираем либо 2д, либо 3д вид в пространстве (рис. 19).

19r
Рис. 19. 3д вид радиатора после теплового расчёта

Также можно перейти в соседнюю вкладку «Режимы», чтобы удостовериться, что наша конструкция действительно не перегревается (рис.20).

20r
Рис. 20. Режимы

6. Для проведения моделирования без радиатора достаточно удалить его из дерева проекта, щёлкнув пкм по нему и нажать «Удалить». Затем повторяем шаги в 5 пункте (рис. 21) и получаем 3д вид конструкции без радиатора (рис. 22). Если сравнить шкалу температуры на рис. 19 и рис. 22, то заметно, как нагревается конструкция без радиатора.

21r
Рис. 21. Тепловой анализ
22r
Рис. 22. 3д вид конструкции без радиатора

Режимы конструкции без радиатора (рис. 23):

23r
Рис. 23. Режимы

7. Попробуем заменить тип радиатора с ребристого на штыревой. В дереве проекта достаточно щелкнуть два раза левой кнопкой мыши по радиатору или с помощью пкм → «Свойства». В появившемся окне (рис. 24) выбираем тип радиатора «штыревой». В этом же окне выбираем вкладку «Окружающая среда» задаём нужные параметры.

24r
Рис. 24. Параметры штыревого радиатора

Перейдя в 3д представление получим следующее (рис. 25):

25r
Рис. 25. Штыревой радиатор

Повторим шаги из 5 пункта и проведем тепловой расчет только уже для штыревого радиатора (рис. 26) и посмотрим на его 3д вид. Режимы штыревого радиатора показаны на рисунке 27.

26r
Рис. 26. 3д вид в пространстве после теплового расчёта
27r
Рис. 27. Режимы

Для проведения расчёта без штыревого радиатора выполняются те же самые действия, как и для ребристого в пункте 6.

Предыдущий раздел Следующий раздел