機(jī)箱機(jī)柜一直被看作是電子設(shè)備中的低值、附屬產(chǎn)品，只是用來(lái)容納數(shù)據(jù)卡、IC板，主芯片等設(shè)備的容器，并不被重視。但是，附屬的機(jī)箱卻是昂貴的IT設(shè)備最直接的物理保護(hù)。重視IT設(shè)備本身，卻忽視了其所處的安裝環(huán)境，往往有設(shè)備運(yùn)行可靠性不高，故障頻發(fā)，提前老化報(bào)廢的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

同樣，對(duì)于軍用電子設(shè)備，工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，因此通常采用密封機(jī)箱來(lái)解決這一問(wèn)題，而密封與散熱則是一對(duì)矛盾，在設(shè)計(jì)時(shí)必須同時(shí)考慮內(nèi)部和外部的兩種熱設(shè)計(jì)方案，通過(guò)合理的熱設(shè)計(jì)和空間熱量分布與轉(zhuǎn)化仿真，使其從內(nèi)部向外部的傳熱達(dá)到最佳狀態(tài)。

這里以一個(gè)全封閉、無(wú)風(fēng)扇長(zhǎng)效UPS開(kāi)發(fā)案例的熱設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)闡述空間熱量分布與轉(zhuǎn)化分析平臺(tái)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的有效性和必要性。問(wèn)題的關(guān)鍵就是在不增加系統(tǒng)溫升的情況下怎么處理系統(tǒng)散熱。

總體方案：整個(gè)系統(tǒng)由三個(gè)艙組成，變壓器艙，主Power板艙，散熱片艙，三個(gè)艙相互隔開(kāi)，以減少熱相互影響。

系統(tǒng)Thermal模型圖

變壓器與POWER板隔開(kāi)

在此種UPS中，變壓器是一個(gè)較大的功耗元器件，對(duì)系統(tǒng)的溫升的影響不可忽視，進(jìn)而影響到其他功耗元器件得溫升。

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變壓器與Power板用薄板隔開(kāi)

沒(méi)加隔板前，整個(gè)溫度場(chǎng)分布

加隔板后，整個(gè)溫度場(chǎng)分布

由圖可以看見(jiàn)，加隔板后，Power板側(cè)的元器件溫升都有所下降了10~20℃。

作用：將Power 板密閉，與外界隔絕；減小變壓器對(duì)Power板側(cè)的溫度影響；

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變壓器鐵心四周加散熱片

加散熱片前，變壓器的最高溫度約為148℃

加散熱片后，溫度降為110℃

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變壓器艙合適位置開(kāi)孔

在變壓器一側(cè)開(kāi)孔，氣流比較紊亂，無(wú)明顯的流場(chǎng)，變壓器的溫升也較高

在變壓器側(cè)面兩側(cè)底部及其正上方頂部開(kāi)孔，由圖可見(jiàn)，氣流從底部進(jìn)入，頂部流出，帶走變壓器的熱量，變壓器的溫升較前有所改善。

Inverter電路中的Mosfet的散熱片外掛

此時(shí)負(fù)載1000va，700w。3w/pcs Mosfet，共用20pcs。

此時(shí)所用散熱片規(guī)格為：97×280×40mm3，此款散熱片用在2000va，1400w時(shí)，4.9w/pcs Mosfet。溫度分布如下圖所示：

溫升較高，當(dāng)散熱片改為：110×380×40 mm3（2000VA，1400w）溫升如圖所示：

其它措施：選用開(kāi)關(guān)時(shí)間更短的Mosfet,降低本身功耗

濾波電容，晶振溫升解決

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layout時(shí)的電容位置盡量分開(kāi)

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在晶振上加小散熱片

加散熱片前

加散熱片后

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真給出的技術(shù)方案

試驗(yàn)溫升數(shù)據(jù)（放電11小時(shí)，取最大值）

單位：℃

經(jīng)過(guò)以上動(dòng)作后，除了改PCB板以便安裝散熱片外，此種1000va的UPS的thermal問(wèn)題完全可以解決。

通過(guò)以上一個(gè)實(shí)例，我們能看到熱分析軟件在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、優(yōu)化中的巨大使用價(jià)值。利用空間熱量分布與轉(zhuǎn)化分析平臺(tái)的仿真能力，我們能在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初始階段，尋找最佳的散熱布局，優(yōu)化器件的選型，減少乃至消滅設(shè)計(jì)失誤，減少設(shè)計(jì)的反復(fù)，減少試驗(yàn)樣機(jī)的打樣數(shù)量。最終減少了時(shí)間和成本需求，提高了設(shè)計(jì)效率。

使用仿真軟件，也避免了以往設(shè)計(jì)中必須仰賴工程師的經(jīng)驗(yàn)的做法，使產(chǎn)品從經(jīng)驗(yàn)研發(fā)向精益研發(fā)過(guò)渡。