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背景介紹

電子產品多都具備有保護裝置，即當設定的溫度超載時，有些系統會自動關閉(關機)，有的系統會自動調整芯片(或熱源)的載荷，以降低芯片(或熱源)熱耗；有的系統會根據溫度監控來自動調整風機轉速，俗稱Fan Table，使得特定器件溫度維持一個恒定溫度以下。

Ansys Icepak可對熱模型進行恒溫控制的運算，利用指定溫度監控點來實時調整熱源熱耗；也可據此來調整風機轉速，市面上風機產品皆大量使用此功能進行產品開發。

本例將詳細說明Ansys Icepak進行恒溫控制的計算過程。

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示例模型

本例包含了兩顆軸流扇，可根據溫度調整風扇轉速，并根據溫度控制芯片等熱耗。

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風機P-Q曲線

軸流扇或離心扇的特性曲線可由，(1)Icepak數據庫中導入；(2)手動輸入P-Q數據點；(3)外部點數據

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瞬態設置

1. 總時間計算至60s。可依據您實際欲計算的時間點進行設置。
2. 時間步長為1s，每1個時間步長儲存其結果。
3. 每個時間步長，最大跌代計算次數為120。

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計算

1. 數值殘差與溫度監控如下。
2. 溫度監 控取在中心出風口位置。

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Ansys Icepak 恒溫監控設置辦法

Ansys Icepak進行恒溫監控計算時，可使用單個溫度控制點對一個或多個熱源器件進行控制。通過Icepak自身的宏功能，從Macros→Modeling→ Source/Fan Thermostat 調用此宏。

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單個溫度監控點控制多個熱源

如下設置。當監控點U8的溫度低于24C時，器件U8、U10及U12啟動工作，熱耗為其本身的原始值；當監控點U8的溫度高于25C時，器件U8、U10及U12停止工作，熱耗為零。

監控過程如下。當時間落在約30s時，監控點U8的溫度超過了25C，此時器件U8、U10及U12均停止工作，熱耗為零；且該時間節點下的風機仍持續運作，使得器件U8、U10及U12溫度迅速降低。

當時間落在約34s時，監控點U8的溫度低于了24C，此時器件U8、U10及U12啟動工作；于此循環。

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總結

Ansys Icepak通過自身宏(Macro)的功能可以實現溫控效果，市售電子產品如筆記本等，都會在電路板的程序上加入溫控的代碼，一方面可實現較嚴苛器件溫度過載后的調控，另一方面可調適風扇的轉速，當熱能上升(通常是計算機運行了許多軟件而增加了CPU的負載)，可以調控風扇轉速增加，及我們俗稱的Fan Table，好的Fan Table可極有效的控制風扇運行及系統溫度調適。

通過本例說明，功率器件調適及風機運轉速度調適，皆可依據溫度變化進行控制。

文章來源：莎益博CAE仿真