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Thermische Simulation

Thermische Simulation auf Leiterplatten
Thermische Simulation
H√∂here Packungsdichten durch fortw√§hrende Miniaturisierungen von elektronischen Baugruppen f√ľhren dazu, dass die Verlustw√§rme der Schaltung nicht mehr so gut abgef√ľhrt werden kann. So kommt es zu erh√∂hten Umgebungstemperaturen, die wiederum einen Einfluss auf das elektrische Verhalten der verwendeten Bauteile haben. Wenn sich das Bauteil anders verh√§lt, kann es wiederum zu weiterer Erw√§rmung kommen, so dass diese Effekte komplex werden k√∂nnen und von mehreren Einfl√ľssen abh√§ngen wie: Umgebungstemperatur, K√ľhlung durch Konvektion oder zus√§tzliche K√ľhlung, eigene W√§rmeentwicklung der Schaltung im Betrieb. Eine komplette Simulation der Schaltung im Betrieb mit allen Einfl√ľssen w√§re zu komplex, daher teilt man die Simulation in Einzelbereiche auf. FlowCAD bietet hier verschiedene L√∂sungen f√ľr: Die Ergebnisse der einzelnen Simulationen k√∂nnen wiederum Eingangsgr√∂√üen f√ľr andere thermische Simulationen sein.


PSpice Smoke Option

Erwärmung von Halbleitern im Betrieb
Erwärmung von Halbleitern im Betrieb
Die Stressanalyse wird im Englischen scherzhaft Smoke Analysis genannt, da bei zu viel Stress die Bauteile durch thermische √úberanspruchung ‚Äěabrauchen‚Äú. Mit dieser Simulation l√§sst sich das maximale De‚ÄďRating von Bauteilen bestimmen und damit eine Aussage √ľber die Bauteilbelastung treffen. √úber die Modellparameter kann die Belastung in Prozent angegeben werden. Den Entwickler interessieren Aussagen √ľber die Belastungsarten: thermisch bei maximalem Strom und h√∂chstm√∂glicher Spannung, Leitung der Junctiontemperatur in ¬įC bzw. die thermischen √úbergangswiderst√§nde JC und JA, wie sie in der Schaltung vorkommen.
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Sigrity PowerDC

Erwärmung der Leiterplatte durch hohe Ströme
Erwärmung der Leiterplatte durch hohe Ströme
Sigrity PowerDC bietet eine umfassende Gleichstrom-Analyse von Schaltungen im Bereich von Niederspannungen und hohen Str√∂men. Die integrierte thermische Analyse, die das thermische Verhalten in und auf der Leiterplatte ermittelt, wird zur elektrischen Co-Simulation herangezogen. Nachdem Sie Ihre Stromquellen und Stromsenken definiert haben, k√∂nnen Sie aus der IR-Drop-Analyse die exakten Spannungswerte auf Ihren elektrischen Leitern sehen. Weiterhin liefert Ihnen die Simulation eine detaillierte Stromverteilung in den Kupferstrukturen auf der Leiterplatte. Diese Stromverteilung bildet zusammen mit den Verlustleistungen der Bauteile die Basis der thermischen Simulation. Eine Auswertung von W√§rmefluss und W√§rmestrahlung (ohne Konvektion) findet sowohl grafisch als auch numerisch statt. Sie erkennen so Hotspots f√ľr Temperaturen und Stromdichten und k√∂nnen die Zuverl√§ssigkeit Ihrer Stromversorgung steigern.

PowerDC bietet einen stark automatisierten Workflow mit Checklisten, der es auch Anwendern ohne Studium der Thermodynamik erm√∂glicht schnell brauchbare Ergebnisse zu erhalten und daraus Designregeln f√ľr Hochstromanwendungen abzuleiten.
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6SigmaET

K√ľhlungskonzepte von Baugruppen ggf. mit Geh√§use
K√ľhlungskonzepte von Baugruppen ggf. mit Geh√§use
Computational Fluid Dynamics (CFD) ist eine etablierte Methode der Str√∂mungsmechanik, die f√ľr die thermische Simulation eingesetzt werden kann. Dabei k√∂nnen folgende Effekte ber√ľcksichtigt werden: Die Bewegung von Umgebungsluft durch freie oder erzwungene Konvektion, die Berechnung der W√§rme√ľberg√§nge an Luft-Fest-Fl√§chen, die Berechnung der W√§rmeleitung in K√∂rpern und an den Kontaktfl√§chen sowie die Berechnung der W√§rmeabgabe und W√§rmeaufnahme durch infrarote Strahlung.
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