Thermisches Design und Simulation
Mit der Entwicklung elektronischer Geräte und Geräte in Richtung Miniaturisierung steigt der Stromverbrauch weiter und die Nachfrage nach Wärmeableitung mit hoher Wärmestromdichte wird immer dringlicher. Auch dem thermischen Design wird mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Beim thermischen Design handelt es sich um die Verwendung geeigneter und zuverlässiger Methoden zur Steuerung der Temperatur aller elektronischen Komponenten im Inneren eines Produkts, sodass diese die maximale Temperatur nicht überschreiten, die für einen stabilen Betrieb unter den Bedingungen der Arbeitsumgebung erforderlich ist, um die Sicherheit des normalen Produkts zu gewährleisten Betrieb und die Zuverlässigkeit des Langzeitbetriebs. Darüber hinaus ist die Steuerung der Heizmenge in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen zum Starten der Ausrüstung ein wichtiger Aspekt der thermischen Zuverlässigkeit. In der modernen Gesellschaft ist thermisches Design mit der zunehmenden Bedeutung von Energieverbrauch und Umweltschutz zu einem wichtigen Technologiebereich geworden. Es wird in Branchen wie Kommunikation, Sicherheit, PC, Automobil, LED und Wechselrichter zunehmend geschätzt und ist zu einem unverzichtbaren und wichtigen Bereich in der Produktforschung und -entwicklung geworden.
Unter thermischem Design versteht man den Prozess der Bestimmung der internen Wärmeverteilung und des Übertragungspfads eines Produkts oder Systems durch thermische Analyse und Simulation sowie die Verbesserung seiner thermischen Leistung durch optimiertes Design. Je nach Anwendungsbereich kann das thermische Design in verschiedene Typen unterteilt werden, z. B. architektonisches thermisches Design, elektronisches thermisches Design und thermisches Design für Kraftfahrzeuge. Darüber hinaus kann das thermische Design entsprechend unterschiedlicher Designziele auch in verschiedene Aspekte wie Wärmemanagement, Wärmeübertragung und thermischer Komfort unterteilt werden.
Wenn das thermische Design nicht sorgfältig durchgeführt wird und keine entsprechenden Maßnahmen in der Designphase ergriffen werden, können durch Hitze verursachte Probleme bereits während der Testproduktionsphase des Produkts oder sogar während der Massenproduktion entdeckt werden. Obwohl das Problem nicht nur auf Hitze beschränkt ist, ist es umso zeit- und kostenaufwändiger, Gegenmaßnahmen zu ergreifen, je näher die Massenproduktion kommt, und es kann sogar zu Verzögerungen bei der Produktlieferung kommen, was zum Hauptproblem verpasster Geschäftschancen führt. Im schlimmsten Fall treten Probleme nur auf dem Markt auf und führen zu Rückrufen und Kreditproblemen. Daher ist das thermische Design von grundlegender Bedeutung. Daher ist es notwendig, das thermische Design bereits in der Anfangsphase effektiv durchzuführen. Darüber hinaus ist es auch wichtig zu erkennen, dass das thermische Design mit den sich ändernden Trends in der technologischen Entwicklung strenger als je zuvor geworden ist.
Bei der thermischen Designarbeit handelt es sich um einen geschlossenen Kreislauf, der vom strukturellen Design in der frühen Phase des Projekts über das Hardware-Layout, die Softwaresteuerung, die Materialauswahl bis hin zum Testen des Temperaturanstiegs in der späteren Phase reicht und an dem alle Thermodesign-Ingenieure beteiligt sein sollten. Gleichzeitig hat die Forderung nach einer schnelleren Produktiteration zu kürzeren Designzyklen für Ingenieure geführt. Daher setzen immer mehr Unternehmen auf thermische Simulationen, um Kosten zu senken, Forschung und Entwicklung zu beschleunigen, die thermische Leistungszuverlässigkeit von Leistungsgeräten zu verbessern und das thermische Design effizient voranzutreiben.
