Hat schon mal jemand versucht, eine Thermische Analyse bzw. Wärmesimulation mit Spice (z.B. TI Tina oder LT Spice) durchzuführen? Hat das funktioniert oder sind dabei Probleme aufgetreten? Kann jemand diesbezüglich Tips geben? Wie sind am sinnvollsten K/W (Absoluter Wärmewiderstand) in Ohm (mOhm, Ohm, kOhm, MOhm), K (Temperaturdifferenz) in Volt (mV, V, kV) W (Wärmestrom) in Ampere (mA, A, kA) MJ/K (Wärmekapazität) in Farad (pF, nF, uF, mF, F, kF) und W/(m K) (Wärmeleitfähigkeit) in A/(m V) (...) umzusetzen? Thx
Ich meine in den LT spice Beispielen sei was dabei gewesen. Eventuell auch mal in der Hilfe nachschauen..
Ich glaube, dass ich das vor langer Zeit mal gemacht zu haben, aber egal
- in Grenzen, die dir wahrscheinlich bekannt sind, geht das natürlich.
Es sind die gleichen Formeln.
Aber insbesondere bei Ausbreitung der Wärme in Körpern kann ein
einfaches Modell mit diskreten Elementen nicht nicht ausreichend sein.
Dann muss man mit so vielen diskreten Elementen, also ein bis zu
3-dimensionales Netz von R/C-Kombinationen, sich der Realität annähern,
wie es der Wunsch an die Genauigkeit erfordert.
Außerdem ist der Wärmeaustausch zwischen festen Stoffen und
Flüssigkeiten und Gasen ("Kühlkörper") mit großer Wahrscheinlichkeit zu
komplex für ein vernünftiges Ergebnis.
Es gibt solche Wärmesimulatoren, incl. Luftströmungseffekten, aber ob
als Freeware oder wenigsten im Hobbybereich erschwinglich, weiß ich
nicht.
Vor mehr als 20 Jahren habe ich mal ein SPICE-Modell für einen NTC-Widerstand entworfen (wurde damals in EDN unter "Design Ideas" veröffenticht). Das Prinzip war folgendes (ich weiß aber nicht, ob das hilfreich für Dich sein kann): * Der Gesamtwiderstand wurde gebildet durch die Reihenschaltung von Nennwiderstand (bei Normaltemp.) und Zweipol-Ausgang einer spannungsgesteuerten Spannungsquelle (ABM-modell), welche gesteuert wurde (e-Funktion) durch zwei Eingangsspannungen, die ein Maß sind für (a) die Umgebungstemperatur bzw. (b) die umgesetzte Leistung. * zu (a): Das ist eine Stromquelle mit dem Wert der Umgebungs.temp., welche auf einen Festwiderstnd arbeitet. * zu (b): Auch ein ABM-Modell für eine Spannungs-gesteuerte STROMquelle, welche als Eingang die aktuelle Spannung über den NTC-Widerstand und eine dem fließenden Strom proportional Spannung erhält. Der Ausgangsstrom (prop. zum Produkt beider Eing.größen) arbeitet auf einen Widerstand Rth (therm. Wid) und einen Kondensator Cth (Wärmekap.) und erzeugt so eine Spannung, die - ja nach Rth und Cth - der Wärmeentwicklung durch die umgesetzte Leistung entspricht. _________________ Ich muss mal suchen, ob ich das Blockschaltbild für den SPICE-Code noch finde...(falls Du Interesse hast)
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Bearbeitet durch User
Prinzipiell ist das kein Problem, es gibt zwei Varianten der Simulation: Variante 1 Die Entropie S entspricht der elektrischen Landung Der Entropiestrom entspricht dem elektrischen Strom I. Die Temperaturdifferenz entspricht der elektrischen Spannung U Die zugehörigen Bauelemente R und C ergeben sich dann aus den zugehörigen konstitutiven Gesetzen, also: R = Temperaturdifferenz / Entropiestrom C = Entropie / Temperaturdifferenz Eine thermische Induktivität existiert nicht, da sie dem 2. HS widerspricht. Als Einheiten sind natürlich immer SI-Einheiten zu verwenden, also [T] in Kelvin analog [T] in Volt [S] in J/K analog [S] in As Entropiestrom in J/(K*s) analog in A [C] in J/k² [R] in K²*s/J Die Variante 1 hat den Vorteil, dass über einem thermischen widerstand dann auch eine Leistung P in Watt abfällt. Allerdings muss aus Gründen des 2. HS beachtet werden, dass die Entropie mit fallendender Temperatur zunimmt. Variante 2 Die Wärme Q entspricht der elektrischen Landung Der Wärmestrom entspricht dem elektrischen Strom I. Die Temperaturdifferenz entspricht der elektrischen Spannung U Die zugehörigen Bauelemente R und C ergeben sich dann aus den zugehörigen konstitutiven Gesetzen, also: R = Temperaturdifferenz /Wärmestrom C = Wärme / Temperaturdifferenz Eine thermische Induktivität existiert nicht, da sie dem 2. HS widerspricht. Als Einheiten sind natürlich immer SI-Einheiten zu verwenden, also [T] in Kelvin analog [T] in Volt [Q] in J analog [S] in As Wärmestrom in J/s analog in A Der Nachteil bei dieser Betrachtungsweise ist, dass der Wärmestrom die Einheit einer Leistung hat. Damit fällt über einen so definierten thermischen Widerstand keine Leistung ab, sondern eine Größe mit der Einheit W*K! Dennoch sind beide Varianten unter der Beachtung der beschriebenen Randbedingungen machbar. Im Anhang mal die Simulation eines thermischen Widerstandes nach Variante 1.
Anbei mal eine Übersicht über alle Größen und Einheiten.
empfehle die erweiterte Version zur Übersicht für alle ... :-) https://www.mikrocontroller.net/articles/Multi-Dom%C3%A4ne-Systeme http://www.amesys.de/userfiles/downloads/PDF/uebersicht.pdf https://www.mikrocontroller.net/attachment/333697/Gesetze_2.pdf https://www.mikrocontroller.net/attachment/82190/Analogie.pdf aus.. http://www.amesys.de/ mit den dazugehörenden Videos zur Erklärung .. http://www.amesys.de/?Download___Videos___Mechatronische_Netzwerke und hier ein umgesetztes Beipiel .. https://www.amplifier.cd/Tutorial/Thermischer%20Regelkreis/Thermischer_Regelkreis.html ... und wie sind jetzt die Vorgaben und Annahmen der Aufgabe ?!
Als Leser dieses Threads: Danke, für die Referenzen. ( Gottfried Falk s Bücher hatte ich mal gelesen. Maxell ... ) Schönen Abend Dirk St.
Möchte mich mal für die bisherigen Antworten bedanken, weitere Anregungen sind natürlich willkommen. Es geht darum, in einem Gerät einige Hotspots zu beseitigen. Dazu wollen wir duch Messungen und berechnungen zu einem roben Model kommen, mit dem wir dann Simulieren können, welche Maßnahmen wohl zu welchen Effekten führen, um letzlich zu einer kostengünstigen Lösung zu kommen. Werde mich jetz erst einmal in die verlinkten PDFs einarbeiten - ich denke, dann werden noch etliche Fragen auftauchen. und wie gesagt, weitere Hinweise werden gerne zur Kenntnis genommen.
U.G. L. schrieb: > Möchte mich mal für die bisherigen Antworten bedanken, > weitere Anregungen sind natürlich willkommen. Bei so einer Problemstellung würde ich doch eher mit einem Programm zu Berechnung mit finiten Elementen ran gehen (z.B. FEMM) ran gehen, statt mit LTSpice http://www.femm.info/wiki/HeatFlowTutorial
Wolfgang schrieb: > U.G. L. schrieb: >> Möchte mich mal für die bisherigen Antworten bedanken, >> weitere Anregungen sind natürlich willkommen. > > Bei so einer Problemstellung würde ich doch eher mit einem Programm zu > Berechnung mit finiten Elementen ran gehen (z.B. FEMM) ran gehen, statt > mit LTSpice > http://www.femm.info/wiki/HeatFlowTutorial suche noch hierzu eine gute Seite zur Einarbeitung ?!
U.G. L. schrieb: > Hat schon mal jemand versucht, eine Thermische Analyse bzw. > Wärmesimulation mit Spice (z.B. TI Tina oder LT Spice) durchzuführen? Ja, hier: https://www.youtube.com/watch?v=5CcDjbdaAM8&feature=youtu.be Gruß,
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