電子設(shè)備熱設(shè)計與仿真分析
關(guān)注創(chuàng)建者：寒江蓑笠_8247 創(chuàng)建時間：2019-05-13
電子設(shè)備熱設(shè)計與仿真分析的視頻教程
從零開始學散熱——常見電子產(chǎn)品熱設(shè)計分析和解決思路實例分析總結(jié)
徹底從實際出發(fā)，解讀常見電子產(chǎn)品熱問題分析思路。快速理解散熱問題解決方法。 適用對象： 剛從事或想從事熱設(shè)計相關(guān)工作的學生或工程師； 或非專業(yè)熱設(shè)計工程師但在公司不得不承擔熱設(shè)計任務(wù)的工程師。
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如何做汽車動力電子產(chǎn)品的熱仿真分析
/10862 （2）研發(fā)能力的持續(xù)提升和仿真軟件的作用——以熱設(shè)計為例 點擊報名：https://www.yqgqt.org.cn/live/10866 （4）Star-ccm在熱管理工程實例中的應(yīng)用技巧及方法 點擊報名：https://www.yqgqt.org.cn/live/10870 主要方向：針對汽車動力電子產(chǎn)品的熱仿真分析 直播內(nèi)容： 一、基礎(chǔ)知識簡介 1.汽車電子產(chǎn)品分類
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工程熱設(shè)計實例仿真分析演示
課程基于零熱學基礎(chǔ)的對象人群，精簡、形象介紹從事散熱設(shè)計必備的基礎(chǔ)理論知識，然后結(jié)合大量工程實例，實際演示熱仿真軟件的正確使用方法，詳解各類物料的選型和優(yōu)化設(shè)計，總結(jié)各類常見產(chǎn)品的散熱設(shè)計原則。讓你快速掌握能夠直接解決工程散熱問題的方法，極大提高工作能力。 加入QQ群eCooling熱設(shè)計：534420352，獲取課程答疑，免費參加定期舉行的各種技術(shù)討論、案例分析活動。
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電子設(shè)備熱設(shè)計與仿真分析的實例教程
一、電子設(shè)備的組合傳熱模式
盡管我們已經(jīng)詳細介紹了三種傳熱模式，但在實際工程中，我們通常會看到三種模式同時結(jié)合的情況。例如，在計算機芯片中，熱量以平行路徑從結(jié)傳導到外殼和引線。然后，熱量從引線傳導到電路板，并從外殼傳導到散熱器。同時，導線和散熱器中的熱量被對流到空氣中并輻射到周圍環(huán)境中。
如下圖所示三種模式下用于傳熱和熱阻的方程。
解決組合模式問題的最簡單方法是建立電阻網(wǎng)絡(luò)。通過這種方式，我們可以圖形化地檢查同時、并聯(lián)和串聯(lián)傳熱的每種模式的路徑。
當熱量通過單一材料的單個壁傳導時，熱傳導速率和熱梯度是恒定的。然而，當熱量在不同材料的串聯(lián)路徑中傳導時，每種材料的溫度梯度都不同。檢查三種材料串聯(lián)的復(fù)合墻，如下圖所示。
對于更常見的串聯(lián)和并聯(lián)熱流組合問題，如下圖所示，通過由串聯(lián)和并聯(lián)熱流路徑組成的壁的熱傳導，我們可以看到并聯(lián)材料的熱阻。
在涉及傳導和對流串聯(lián)傳熱模式的電子冷卻問題中，如下圖所示，電子模塊中的傳導和對流。硅芯片封裝在環(huán)氧泡沫絕緣體外殼中。大部分的熱傳遞是通過模具表面進行的。所以當我們知道熱耗率時，我們通常必須確定設(shè)備的溫度升高。
二、大功率IGBT模塊DBC襯底的熱仿真分析
IGBT功率模塊是電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)部件之一，在工業(yè)電子升級過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它被認為是電力電子行業(yè)的CPU。IGBT結(jié)合了GTR和功率MOSFET的優(yōu)點。IGBT功率模塊是電力系統(tǒng)的核心部件，其性能對應(yīng)用系統(tǒng)有著至關(guān)重要的影響。影響功率模塊性能和應(yīng)用的因素包括：功率密度、功率損耗、運行速度、可靠性、使用壽命、體積、重量和成本等，主要取決于芯片技術(shù)和封裝理念、技術(shù)和制造工藝。
由于功率半導體器件處于工作狀態(tài)，芯片流過數(shù)百安培的電流。
展開 各企事業(yè)單位：
ANSYS Icepak經(jīng)過多年的發(fā)展，作為業(yè)界技術(shù)最完備的電子散熱仿真分析軟件，可以幫助工程師完成各種三維流體/熱分析，在通訊、消費電子、汽車電子、電力、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為電子散熱仿真領(lǐng)域最主要的工具之一。
ANSYS Icepak先進的模型與網(wǎng)格處理技術(shù)，可以求解幾何高度復(fù)雜的電子散熱結(jié)構(gòu)；借助于高度自動化的ECAD數(shù)據(jù)導入實現(xiàn)微觀電子結(jié)構(gòu)的詳細建模，輔以種高級流動/傳熱模型可以幫助用戶獲得精確的結(jié)果；完全自動的熱/結(jié)構(gòu)/電磁耦合方案將復(fù)雜的電子多物理問題統(tǒng)一在一起求解，除了幫助用戶獲得更為準確的計算結(jié)果，還可以幫助用戶東西多物理場之間復(fù)雜的相互影響。
為了應(yīng)對日新月異的電子散熱仿真需求，提升相關(guān)科技工作者的技術(shù)水平，同時也讓廣大散熱設(shè)計工程師更好的使用軟件，普及ANSYS軟件高級功能， 技術(shù)鄰特舉辦《ANSYS Icepak電力電子電信設(shè)備熱設(shè)計熱仿真專題培訓》，具體內(nèi)容如下：
一、培訓目標
（一）、理解傳熱學、流體力學基礎(chǔ)原理；
（二）、掌握ANSYS Icepak軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握電力電子電信設(shè)備的熱分析方法和技巧；
（四）、掌握電力電子電信設(shè)備優(yōu)化熱設(shè)計方法；
二、講師簡介
趙老師，技術(shù)鄰特邀專家，20余年產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，15年熱設(shè)計經(jīng)驗，6年力學仿真經(jīng)驗，獲得多項發(fā)明專利， 多個案例由ANSYS官方收錄。包括消費電子、通訊產(chǎn)品、電腦產(chǎn)品、電力電子產(chǎn)品的機械設(shè)計、熱設(shè)計和力學仿真。善于綜合考慮制造組裝工藝(DFMA)、成本優(yōu)化、電氣絕緣、安規(guī)、散熱、力學強度和EMC。
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二、講師簡介
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電子設(shè)備熱設(shè)計與仿真分析的最新內(nèi)容
軌道交通是指運營車輛需要在特定軌道上行駛的一類交通工具或運輸系統(tǒng)。根據(jù)服務(wù)范圍差異，軌道交通一般分成國家鐵路系統(tǒng)、城際軌道交通和城市軌道交通三大類。
軌道交通行業(yè)的健康發(fā)展，離不開其各部件的良好協(xié)同工作。使用仿真APP能夠在研發(fā)初期，在虛擬環(huán)境中對各部件在不同工況下的性能指標進行直觀展示，從而識別潛在設(shè)計缺陷，指導設(shè)計優(yōu)化。
與傳統(tǒng)仿真軟件相比，仿真APP是更加高效、便捷、易用的仿真工具。
<p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(25, 27, 31);">石油化工生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜，運行條件苛刻，任何一個小的失誤就有可能導致災(zāi)難性后果。使用</span><strong style="color: rgb(25, 27, 31);">CAE仿真技術(shù)</strong><span style="color: rgb(25, 27
在許多激光器或放大器設(shè)備中，熱透鏡起著重要的作用，因此應(yīng)該在數(shù)值模擬中加以考慮。
在本文中，我首先簡要描述了熱透鏡的來源，然后向您展示如何在我們的軟件中處理這種效應(yīng)。
什么是熱透鏡？
當激光增益介質(zhì)(例如激光晶體)被泵浦時，通常會產(chǎn)生一些熱量，這些熱量隨后需要通過熱傳導帶走。因此不可避免地會在增益介質(zhì)中形成溫度梯度。形成激光的熱透鏡效應(yīng)與以下物理機制相關(guān):
折射率與溫度相關(guān)
參考文獻
[1] 陸宣博,甘泉,蒙志雄. 3U-VPX光通信電子設(shè)備熱設(shè)計與仿真分析[J].廣東通信技術(shù), 2022(7):71-74.
[2] 談騫. ATCA板卡熱測試分析[J].電子質(zhì)量, 2014(10):61-62.
[3] 唐文輝,李南,吳競,等.不同界面材料在VPX板卡散熱中的應(yīng)用試驗研究[J].雷達與對抗, 2019(9):46-49.
PART 1 電子散熱仿真行業(yè)現(xiàn)狀
電子產(chǎn)品散熱問題越發(fā)嚴峻
隨著電子產(chǎn)品不斷向小型化、多功能、大功率的方向發(fā)展，高熱流密度帶來的散熱問題越來越突出。根據(jù)美國空軍航空電子整體研究項目的報告顯示：電子產(chǎn)品失效原因中，熱失效占比55%。而電子元件的“10℃法則”顯示，溫度每升高10℃，系統(tǒng)可靠性降低50%。因此，電子產(chǎn)品的散熱設(shè)計越來越被重視，散熱性能也成為電子產(chǎn)品核心競爭力之一。
一、電子設(shè)備的組合傳熱模式
盡管我們已經(jīng)詳細介紹了三種傳熱模式，但在實際工程中，我們通常會看到三種模式同時結(jié)合的情況。例如，在計算機芯片中，熱量以平行路徑從結(jié)傳導到外殼和引線。然后，熱量從引線傳導到電路板，并從外殼傳導到散熱器。同時，導線和散熱器中的熱量被對流到空氣中并輻射到周圍環(huán)境中。
如下圖所示三種模式下用于傳熱和熱阻的方程。
解決組合模式問題的最簡單方法是建立電阻網(wǎng)絡(luò)
1. 相變傳熱
相變冷卻的傳熱過程比一般的傳熱模式復(fù)雜得多。
相變表示為以下過程：
a.固體變?yōu)橐后w--熔化
b.液體變?yōu)檎羝?-蒸發(fā)，也可沸騰
c.蒸汽變?yōu)橐后w–冷凝，
e.液體變?yōu)楣腆w--結(jié)晶，或冷凍
f.固體變?yōu)檎羝C升華
g.蒸汽變?yōu)楣腆w–沉積
舉例來說，在絕對零度以上的任何溫度下，液體中的分子都在不斷運動。其中一些分子的速度將高于平均值
一、輻射換熱
熱設(shè)計工程師通常不關(guān)心電子元件和外殼的輻射換熱。
影響輻射換熱的三個因素是物體與其周圍環(huán)境之間的溫差、物體與其周圍的表面特征以及物體對周圍環(huán)境的狀態(tài)。
首先，溫度差是設(shè)備外殼和外部機箱之間的差值，或者外部機箱和房間墻壁之間的差值。由于輻射熱傳遞是基于這種溫差的，當組件與其周圍環(huán)境之間的差值變得足夠高，輻射散熱就變得足夠重要了，此時設(shè)備很可能已經(jīng)超過了其最高結(jié)溫
本小節(jié)將從流體動力學方面來闡述熱設(shè)計。
進行熱設(shè)計最基礎(chǔ)的理論是傳熱學和流體力學。傳熱學主要研究熱量傳遞的基本形式、傳熱機理以及傳熱計算方法。而流體力學主要研究流體流動特性和流動時阻力計算等。數(shù)值求解溫度場是基于流場的計算結(jié)果上的，流體流動滿足三大守恒定律，包括質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒。
為了充分理解自然對流或強制對流的傳熱，有必要對流體動力學有一個基本的了解。
流體是指任何沒有形式的物質(zhì)
