電子設備為什么要進行熱仿真?熱設計如何優(yōu)化?
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可靠性
確保電子設備能夠正常工作(無論低溫/高溫,還是重負荷下);
確保電子設備的壽命(比如電容10度法則,電容每增加10度,壽命減半);
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安全性
防止燙傷或者爆炸等事件發(fā)生;
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舒適性
人體經(jīng)常性接觸的電子設備(手機,智能可穿戴設備等);
如今電子設備發(fā)展迅猛,熱耗上升化、設備小巧化、環(huán)境多樣化,過熱成為電子設備故障的首要原因,而熱仿真對熱設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。
在電子散熱領域,F(xiàn)lotherm是當今最主流的熱仿真軟件,主要應用范圍包括:
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元器件級:芯片封裝的散熱分析;
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板級和模塊級:PCB板的熱設計和散熱模塊的設計優(yōu)化;
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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;
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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)應用非常廣泛。
PCB板包括各元器件溫度云圖
手機
動力電池包(水冷)
數(shù)據(jù)中心
熱仿真對熱設計的指導,主要體現(xiàn)在以下方面:
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確定散熱方式是否合理
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對不同的散熱方案進行篩選,選取最優(yōu)的散熱方案
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優(yōu)化結構
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散熱部件的選型,比如風扇,熱管,散熱器等
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以最惡劣的工況和參數(shù)來進行仿真,以最惡劣的仿真結果來評判溫度是否合格,從而覆蓋一些誤差和不確定性,為熱設計保留一定余量,再通過實測結果,來微調。
嚴峻的市場競爭下電子產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短,散熱設計也成為質量及效率的關鍵點。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,使其在熱設計中的作用越來越突出,學會熱仿真,也使得產(chǎn)品熱設計更加高效可靠!
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