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關注創建者:深圳有限元科技公司 創建時間:2019-03-14
熱損耗的視頻教程
Altair SimLab?系列網絡研討會
(一)Altair SimLab?在電子產品消費中的應用 內容大綱: 1.復雜電子產品網格劃分思路 2.PCB/BGA網格生成 3.電子產品散熱分析 4.電子產品跌落分析 (二)Altair SimLab?在電機產品分析中的應用 內容大綱: 1.電機產品分析簡介 2.電機熱損耗提取 3.電機冷卻散熱分析 4.電機熱應力分析 (三)Altair
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熱損耗的實例教程
今天我們來分享下無源器件熱損耗的計算。什么叫無源器件呢?上篇文章有提到過,簡單地講,需要電能(源)的器件叫有源器件,無需電能(源)的器件就是無源器件。無源器件一般用來進行信號傳輸,或者通過方向性進行“信號放大”,容、阻、感都是無源器件。
提到無源器件的熱損耗,不得不提到一位著名的科學家(如下照片),他是誰呢?
還沒猜中?再提示一下,是誰發現了這個規律:電流通過導體所產生的熱量和導體的電阻成正比,和通過導體的電流的平方成正比,和通電時間成正比。
對,他就是著名的焦耳,他發現了著名的焦耳定律。很多無源器件的熱損耗都是通過焦耳定律來計算的。下面我們來一一介紹:
(1)導線
連接導線的穩態熱損耗是由焦耳定律給出,即:
(2)電阻
電阻的穩態熱損耗也由焦耳定律給出,即:
(3)電容器
雖然電容器通常被認為沒有熱損耗,但實際上由于電容器內部也有阻抗,因而也會產生熱損耗。正弦波激勵的電容器熱損耗的計算式為:
(4)電感器和變壓器
電感器和變壓器的熱損耗的計算方法與電阻類似,即:
以上就是今天分享的無源器件熱損耗理論計算。實際工程應用中,很多熱損耗是可以從規格書里查到的,如果查不到,可以用這些理論公式計算。
展開 電子器件的耗散功率(俗稱熱損耗)是決定熱仿真精確度的重要參數,也是電子產品熱設計的基礎。熱損耗可以通過試驗測量或者理論計算的方法確定。本文會連載幾篇介紹幾種常見電子器件熱損耗的理論計算方法,供諸君參考使用。
電子器件產生的熱量是其正常工作時必不可少的副產物。當電流流過半導體或者無源器件時,一部分功率就會以熱能的形式散失掉,這部散失掉的功率稱為熱損耗,計算公式如下:
如果電壓或者電流隨著時間變化,那么熱損耗由平均熱損耗給出,可以用下面的公式表示:
當然上面熱損耗的公式是一個籠統的公式,實際上對于不同的電子器件,公式都不一樣。后續我們會分別介紹有源器件CMOS、JunctionFET、MOSFET和無源器件導線、電阻、電容器、電感器和變壓器等熱損耗的理論計算公式。
展開 今天我們來分享一下典型有源器件的熱損耗理論計算方法。在正式介紹之前,先普及一下兩個名詞。什么是有源器件?什么是無源器件?
簡單地講,需要電能(源)的器件叫有源器件,無需電能(源)的器件就是無源器件。有源器件一般用來信號放大、變換等,無源器件用來進行信號傳輸,或者通過方向性進行“信號放大”。容、阻、感都是無源器件,IC、模塊等都是有源器件。(或者說,需要電能才能顯示其特性的就是有源器件,如三極管。而不用電能就能顯示其特性的就叫無源器件)
(1)CMOS器件
雙極元件的熱損耗是一個頻率相關的常數。CMOS器件的熱損耗是頻率的一階函數和器件幾何尺寸的二階函數。CMOS器件的轉換功率占總熱損耗的70%~90%。轉換功率由下式確定:
晶體管門電路在轉換狀態時產生的短路功率占總耗散功率的10%~30%。為了確定短路時的熱損耗,必須知道晶體管的門電路數。短路功率的單位通常為【μW/MHz門(電路)】,則熱損耗為:
(2)面結型場效應管(JunctionFET)
面結型場效應管有三種工作狀態:開、關和線性轉換。當面結型場效應管處于開狀態時,熱損耗為
在線性轉換和關狀態時,熱損耗為VI。
(3)Power MOSFET器件
Power MOSFET的熱損耗由5部分電流損失組成:
Power MOSFET柵損失由電容性負載和一些電阻組成,則柵結構的耗散功率計算式為
以上就是今天分享的有源器件熱損耗理論計算。實際工程應用中,很多熱損耗是可以從規格書里查到的,如果查不到,可以用這些理論公式計算。
展開 今天,來自丹麥 GN Hearing 公司的特邀作者 René Christensen 與我們一起討論如何在微型聲學設備的拓撲優化中加入熱粘性損耗。
拓撲優化有助于工程中在特定先驗 目標的指導下,以更優的方式進行應用設計,拓撲優化主要應用于結構力學,在熱學、電磁學和聲學領域亦有所應用。直到去年,微觀聲學才出現在這個名單中。本篇文章介紹了一種包含熱粘性損耗的微觀聲學拓撲優化新方法。
標準聲學拓撲優化
之前一篇關于聲學拓撲優化的文章概述了相關的基礎理論,并列舉了數個案例。聲學描述采用亥姆霍茲波動方程。借此方程,我們可以對各種不同應用進行拓撲優化,比如揚聲器箱體、波導、室內裝飾、反射器布置和類似的大型幾何結構。
控制方程是標準的波動方程,材料參數通過密度 和體積模量 K 來指定。在拓撲優化中,密度和體積模量通過變量 進行插值。理想情況下,此插值變量采用二進制值:0 代表空氣,1 代表固體。不過,在優化過程中,它的值遵循插值公式,例如圖 1 的固體各向同性材料罰函數(solid isotropic material with penalization,簡稱 SIMP)模型。
圖 1:標準聲學拓撲優化的密度和體積模量插值。為了在同一張繪圖中顯示兩個值,我們省略了單位。
該方法適用于那些可以忽略的熱粘性損耗(靠近壁面的聲學邊界層中)的應用。優化域可耦合到狹窄區域中,例如利用均質模型來描述的狹窄區域(這是壓力聲學、頻域 接口中的狹窄區域聲學 特征)。不過,如果發生熱粘性損耗的狹窄區域自身的形狀產生了變化,此優化算法便不再有效,波導橫截面變形便屬于此類情況。
熱粘性聲學(微觀聲學)
對于諸如助聽器、移動電話、特定超材料幾何結構等微觀聲學應用,聲學方程一般需要顯式添加熱粘性損耗,這是因為主要損耗發生在靠近壁的聲學邊界層中。
展開 儲能系統熱設計過程,涉及一個方面,本案例分別展開介紹:
1、熱負荷,考慮不同倍率的電芯發熱功率、電氣熱損耗、太陽熱輻射、隔熱設計等
2、空調制冷量校核,要注意工況點
3、循環風冷計算,此部分要區分系統PQ曲線和風機PQ曲線的區別
4、制冷溫度計算,作為后續熱設計的輸入
5、熱管理控制邏輯和熱測試驗證環節

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高效率?:注重功率附加效率(PAE),減少熱損耗,延長電池壽命(尤其在移動設備中)?。
動態功率控制?:根據通信環境自動調節輸出功率,平衡覆蓋與功耗。
切削液通過循環流動與霧化,能快速帶走加工區域的熱量,維持刀具和工件的正常工作溫度,從源頭避免熱變形與刀具熱損耗。
潤滑減磨是切削液提升加工效率的重要體現。未使用切削液時,刀具與工件、切屑之間的干摩擦會產生巨大阻力,不僅增加設備動力消耗,還會加劇刀具磨損,出現粘刀、積屑瘤等問題,導致工件表面出現劃痕、毛刺,降低表面光潔度。
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3.
www.norgren.com.cn/3698.html
一、高精度比例電磁驅動技術
傳統開關閥只能實現“開/關”兩種狀態,而比例閥的核心在于通過電信號連續調節閥芯位移,從而精確控制輸出壓力或流量,智能高壓比例閥采用高響應、低遲滯的比例電磁鐵或力矩電機作為驅動單元,配合閉環反饋機制(如位置傳感器),可實現微米級的閥芯定位精度,這一技術不僅提升了控制線性度,還顯著降低了系統能耗與熱損耗
主要分為兩類:
? CFD流體類(CFX、Fluent、Icepak),
? 熱路傳導類(Steady thermal、Thermal-Electric)
區別就是CFD類會自動計算發熱物體表面的對流換熱系數和輻射損耗,而Thermal 類只能手動輸入對流換熱系數。
</p><p><br></p><p>要實現有效的熱管理,必須攻克兩大技術難點:</p><p><strong>? 損耗功率精準計算:</strong>建立與溫度相關的功率模塊熱損耗模型。</p><p><strong>? 散熱路徑優化設計:</strong>針對逆變器復雜幾何結構,合理規劃氣流組織與導熱路徑。
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