元器件工作結(jié)溫的計(jì)算
? 元器件的工作結(jié)溫計(jì)算
? 如果已知道散熱器臺面溫度Ts , 則器件的工作結(jié)溫為：
Tj=Ts+ PT×Rth(j-s)
Rth(j-s) =Rjc+Rcs+Rb
Rth(j-s)－器件結(jié)到散熱器的熱阻，℃/W。
Rjc－ 器件結(jié)殼熱阻，℃/W，從器件使用手冊中查得
Rcs-- 殼到散熱器的熱阻，即接觸熱阻, ℃/W，可根據(jù)從器件使用手冊中查得的值乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)得到。
Rb- 絕緣墊片的熱阻，℃/W，可絕緣墊片的數(shù)據(jù)資料中查得，無絕緣墊片時(shí)該項(xiàng)熱阻為零。
? 如果已知散熱器的熱阻，環(huán)境溫度，則器件的工作結(jié)溫為：
Tj=Ta+ PT×Rth(j-a)
Rth(j-a) =Rsa+Rjc+Rcs+Rb
Rth(j-a)－器件結(jié)到環(huán)境的熱阻，℃/W。
Rsa－散熱器熱阻，℃/W
? 元器件的工作結(jié)溫計(jì)算
? [案例1]30A模塊中，輸出二極管處散熱器的臺面溫度為94.6 ℃，二極管的最大結(jié)溫為175 ℃，結(jié)殼熱阻為0.45 ℃/W，接觸熱阻為0.15 ℃/W，絕緣墊片的熱阻為0.3 ℃/W，計(jì)算二極管的工作結(jié)溫。
Rjs= Rjc+ Rcs＋Rb=0.45+0.15+0.3=0.9℃/w
Tj= Ts+Pd×Rjs=94.6+44.2×0.9=134.4 ℃
? [案例2] 如把[案例1]中的二極管在一散熱器中央，散熱器的熱阻為0.8 ℃/w，環(huán)境溫度為40 ℃。
Rjs= Rsa+Rjc+ Rcs＋Rb=0.8+0.45+0.15+0.3=1.7℃/w
Tj=Ta+ PT×Rth(j-a).＝40＋44.2×1.7=115.2 ℃
熱仿真技術(shù)
? 為什么要進(jìn)行熱仿真分析？
? 提高產(chǎn)品的性能及可靠性。
? 更快地將產(chǎn)品投放市場。
? 降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和重復(fù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的費(fèi)用。
? 減少試驗(yàn)和測量的次數(shù)。
? 仿真分析技術(shù)及軟件介紹
? 電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)軟件是基于計(jì)算傳熱學(xué)技術(shù)（NTS）和計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)（CFD）發(fā)展電子設(shè)備散熱設(shè)計(jì)輔助分析軟件，它可以幫助熱設(shè)計(jì)工程師驗(yàn)證、優(yōu)化熱設(shè)計(jì)方案，滿足產(chǎn)品快速開發(fā)的需要，并可以顯著降低產(chǎn)品驗(yàn)證熱測試的工作量。
? 目前商業(yè)的熱設(shè)計(jì)軟件種類繁多，有基于有限體積法的Flotherm、I-deas、Ice-pack、Tas－Harvard thermal、Cool it、Betasoft，及基于有限元的Ansys等，其中Flotherm、I-deas、Ice-pack占據(jù)大部分的市場份額。
? 仿真分析技術(shù)軟件在產(chǎn)品開發(fā)的作用
? 對產(chǎn)品的溫度場作出預(yù)測，使我們在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)關(guān)注熱點(diǎn)區(qū)域。
? 進(jìn)行各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣分析，得出最佳的設(shè)計(jì)方案。
? 對產(chǎn)品的風(fēng)路進(jìn)行優(yōu)化，最大限度的提高散熱效率。
任何先進(jìn)的仿真軟件已永遠(yuǎn)無法代替人，軟件只是熱設(shè)計(jì)人員所利用的工具之一。所以仿真軟件結(jié)果的可靠性決定于熱設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)及理論水平。
? ANSYS軟件介紹
? Ansys軟件是由美國Ansys公司推出的多物理場有限元仿真分析軟件，涉及結(jié)構(gòu)、熱、計(jì)算流體力學(xué)、聲、電磁等學(xué)科，能夠有效地進(jìn)行各種場的線性和非線性計(jì)算及多種物理場相互影響的耦合分析。Structure是該軟件面向結(jié)構(gòu)分析研究的專用模塊。Flortran是該軟件面向流場分析研究的專用模塊。Thermal是其中面向熱設(shè)計(jì)研究的專用模塊。
? Flothermal 熱分析軟件介紹
? Flotherm是英國的FLOMERICS公司開發(fā)的電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)軟件，其最顯著的特點(diǎn)是針對電子設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)，提供的熱設(shè)計(jì)組件模型，根據(jù)這些組件模型可以快速的建立機(jī)柜、插框、單板、芯片、風(fēng)扇、散熱器等電子設(shè)備的各組成部分。
? Flotherm軟件基本上可以分為前處理、求解器和后處理三個(gè)部分。前處理包括Project Manager、Drawing Board和Flogate。Project Manager用于項(xiàng)目管理、物性參數(shù)、網(wǎng)格參數(shù)、計(jì)算參數(shù)的設(shè)定等；Drawing Board提供了一個(gè)可視化的建立機(jī)柜、插框、單板、芯片幾何 模型的界面和計(jì)算網(wǎng)格劃分工具。通過在Project Manager和Drawing Board中的互動(dòng)操作，就可以完成具體的建模工作。 Flogate是一個(gè)數(shù)據(jù)接口模塊，它可以把單板的裝配圖文件（IDF 格式）導(dǎo)入Flotherm，直接完成單板的建模設(shè)計(jì)。 求解器是Flosolve模塊，它可以完成模型的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)溫度場和流場計(jì)算。后處理部分包括Visulation、Flomotion和Table，Visulation完成仿真計(jì)算結(jié)果的可視化顯示；Flomotion除了也可以實(shí)現(xiàn)可視化顯示外，還可以制作流場的動(dòng)畫顯示；熱分析模型的大量計(jì)算數(shù)據(jù)如某區(qū)域的平均溫度、空氣流量等可以通過Table模塊查詢。
? 傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)方法與仿真分析方法的比較
? 在操作流程上面的差異
傳統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)方法利用設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)確定出設(shè)計(jì)方案，然后利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，在通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。
仿真分析軟件可以同時(shí)對多種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣進(jìn)行分析比較，并能夠確定出最佳的設(shè)計(jì)方案。如果軟件使用者具有足夠的熱設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，則完全可以省略試驗(yàn)驗(yàn)證的環(huán)節(jié)。從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期的目的。
? 優(yōu)缺點(diǎn)比較
標(biāo)簽： 點(diǎn)擊： 評論:
