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電子設(shè)備為什么要進行熱仿真?熱設(shè)計如何優(yōu)化?

有限元: 2020-12-10 11:34:32 閱讀數(shù): 3093 分享到:
電子設(shè)備為什么要進行熱設(shè)計?
  • 可靠性

確保電子設(shè)備能夠正常工作(無論低溫/高溫,還是重負荷下);

確保電子設(shè)備的壽命(比如電容10度法則,電容每增加10度,壽命減半);

  • 安全性

防止燙傷或者爆炸等事件發(fā)生;

  • 舒適性

  人體經(jīng)常性接觸的電子設(shè)備(手機,智能可穿戴設(shè)備等);

如今電子設(shè)備發(fā)展迅猛,熱耗上升化、設(shè)備小巧化、環(huán)境多樣化,過熱成為電子設(shè)備故障的首要原因,而熱仿真對熱設(shè)計具有極大的輔助作用,沒有實物和樣機也能進行熱可靠分析和實驗;計算機建模,比組裝樣機節(jié)約時間,縮短項目周期;減少整機或者散熱設(shè)備打樣試錯次數(shù),節(jié)約時間和樣品費用成本;可以任意查看產(chǎn)品不同環(huán)境和工況條件下的溫度狀況,而且?guī)缀鯖]有成本。


在電子散熱領(lǐng)域,F(xiàn)lotherm是當(dāng)今最主流的熱仿真軟件,主要應(yīng)用范圍包括:

  • 元器件級:芯片封裝的散熱分析;

  • 板級和模塊級:PCB板的熱設(shè)計和散熱模塊的設(shè)計優(yōu)化;

  • 系統(tǒng)級:機箱、機柜等系統(tǒng)散熱方案的選擇及優(yōu)化,散熱器件的選型;

  • 環(huán)境級:機房等大環(huán)境的散熱分析;

熱仿真在PCB板、消費電子、車載電子、新能源電池、人工智能、電源等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。

PCB板包括各元器件溫度云圖


手機


筆記本適配器元器件溫度分布


動力電池包(水冷)

數(shù)據(jù)中心

熱仿真對熱設(shè)計的指導(dǎo),主要體現(xiàn)在以下方面:

  1. 確定散熱方式是否合理

  2. 對不同的散熱方案進行篩選,選取最優(yōu)的散熱方案

  3. 優(yōu)化結(jié)構(gòu)

  4. 散熱部件的選型,比如風(fēng)扇,熱管,散熱器等

  5. 以最惡劣的工況和參數(shù)來進行仿真,以最惡劣的仿真結(jié)果來評判溫度是否合格,從而覆蓋一些誤差和不確定性,為熱設(shè)計保留一定余量,再通過實測結(jié)果,來微調(diào)。

嚴峻的市場競爭下電子產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短,散熱設(shè)計也成為質(zhì)量及效率的關(guān)鍵點。作為輔助工具,熱仿真軟件的高效率、低成本以及便捷地可視化分析,使其在熱設(shè)計中的作用越來越突出,學(xué)會熱仿真,也使得產(chǎn)品熱設(shè)計更加高效可靠!


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