Simulace odvodu tepla výkonového prvku do okolí

Abstract

Diplomová práce se zabývá simulací odvodu tepla do okolí pro LED Seoul SZ5-P. Práce nejdříve pojednává o šíření tepla. Následně rozebírá problematiku teplotního managementu a jeho návrhu. Pomocí simulací v programu Ansys Icepak je určena teplotní závislost přechodu LED na celkové ploše jednovrstvé a dvouvrstvé desky plošných spojů. Navíc je simulací zkoumán vliv počtu a umístění prokovů na desce plošných spojů a hliníkového substrátu desky plošných spojů. V neposlední řadě jsou v práci odvozeny vztahy udávající velikost plochy desky plošných spojů v závislosti na požadované teplotě polovodičového přechodu LED. Nakonec jsou zjištěny hodnoty součinitele přestupu tepla zahrnující konvekci a radiaci pro různé ztrátové výkony a teploty polovodičového přechodu.

The diploma thesis deals with the simulation of heat dissipation for LED Seoul SZ5-P. The heat transfer is discussed first. Further, the issue of thermal management and its design is analyzed. The dependence of LED junction temperature on area of single and double layer printed circuit board is simulated with Ansys Icepak. Additionally, influences of the number and placement of vias on the printed circuit board and aluminum substrate printed circuit board are simulated. Last but not least, the equations describing the dependence of printed circuit board area on desired LED junction temperature are derived. Finally, the values of heat transfer coefficient including convection and radiation are determined for various heat losses and junction temperatures.