散熱設計的案例
專業熱設計人必學必會182講---電子產品散熱設計理論視頻課程課程
在全環化的運營環境背景中，電子產品同時又具有市場周期短、產品競爭激烈的特點，這使得快速高效的熱管理技術需求越來越迫切，企業如何高效地確定產品的散熱方案成為重中之重。
在產品設計初期，因產品的快速設計需求，正向的理論設計計算可以在幾小時內給出設計方案。基于正向的理論化,通過建立產品理論計算模型進行方案的理論與可行性評估遴選，設計后期再通過測試確定方案效果的研發模式已經被很多企業采用。
顯然，基于正向的理論計算化的熱設計方法，可以以極快的速度完成產品的散熱設計工作，來獲得產品熱設計所需的準確信息。同時，由于其設計過程中不需消耗硬件資源，基本上沒有成本產生。因此可以說，正向理論方式的熱設計方法是一種快速高效低成本的產品開發模式，這使得正向理論的散熱設計方法被廣泛用于預測電子產品（器件）可靠性的溫度和故障確定最有效的方法。
第1章從產品熱設計的要求與方法開始。第2章為熱設計專業術語與理論計算，從熱設計基礎的各物理量理論知識原理到詳細的理論計算。第3章為熱傳導與傳熱機理，介紹了熱力學相關基礎知識。第4章介紹了與熱力學相關的流體相關基礎知識。第5章介紹了各類型散熱器制造工藝。第6章介紹芯片的封裝熱阻，對芯片的封裝熱阻部分做了全面的論述。第8章介紹散熱器擴散熱阻，從理論層面對散熱器底板與芯片的尺寸做匹配設計。第9-11章介紹了散熱風扇、熱管、VC等選型方法與應用原則。第12章介紹了產品的自然對流散熱設計的理論知識原理到詳細的理論計算方法。第13-14章針對不同類型的散熱片結構，介紹了產品的強制（風冷）對流散熱設計的理論知識原理到詳細的理論計算方法。第15章介紹了水冷板產品的對流散熱設計的理論知識原理到詳細的理論計算方法。第16章介紹了機箱類產品的系統級的散熱設計理論知識原理到詳細的理論計算方法。
展開 AI賦能電子散熱設計，迅速識別熱風險，實現散熱設計優化（內含干貨直播）
</p><p> 總而言之，Celsius Studio這款產品為電子散熱設計領域帶來了一股新風，有望成為未來電子散熱設計的首選工具。</p><h3><strong>Celsius Studio具有以下優勢</strong></h3><p> 設計人員借助Celsius Studio可以簡化工作流程，改善團隊協作，減少設計迭代，實現可預測的設計進度，進而縮短周轉時間，加快產品上市。
展開 高熱密度板卡模塊高效散熱設計研究
根據以上的元器件布局思路，對主控板器件布局方案進行如下設計，如圖2所示。
3.6 導熱路徑設計
由于板卡模塊上的功率器件均通過散熱冷板進行散熱，因此高效的導熱路徑設計對功率器件散熱及板卡模塊整體散熱將起到關鍵作用，采用以下方案：
1）優先選用導熱系數較高的導熱塊和導熱墊；
2）將主控板上的大功耗器件（>2 W）的熱量傳導至模塊散熱冷板上；
3）對于FPGA、PowerPC等高功耗重要器件，使用超高導熱效率材料（如熱管），將芯片熱量傳導至散熱冷板的冷端[6]。
根據以上設計思路，對主控板主要功率器件導熱路徑進行如下設計，將主要功率器件與導熱塊貼合，再通過熱管將功率器件熱量快速傳導至散熱冷板的冷端，實現均衡熱量分布并高效散熱的設計目的，如圖3所示。
3.7 散熱冷板設計
正面散熱冷板、背面散熱冷板做為板卡模塊主要散熱組件，板卡模塊上的主要功率器件將熱量傳導至散熱冷板，通過流經冷板的冷風流帶走熱量進行散熱為主，同時通過輻射散熱為輔。
圖2 主控板功率器件布局示意圖
圖3 模塊導熱設計示意圖
圖4 典型功耗下板卡模塊整體熱仿真云圖
為科學計算散熱冷板所需提供的散熱翅片面積，可利用功耗計算公式（1）進行計算推導。
式中：
P—散熱冷板對應功率芯片總發熱功耗；
h—散熱冷板表面對流換熱系數；
A—散熱冷板對應總發熱功耗P所必需的散熱翅片面積；
Ths—散熱冷板溫度；
Ta—流經散熱冷板的冷空氣溫度[7]。
上述公式（1）中，P可根據功率芯片布局和表1得出；散熱冷板與冷空氣之間的溫差ΔT（即Ths-Ta），根據實際工程應用經驗，通常為（15～25）℃，可取典型值20℃；對流換熱系數h，根據強迫風冷的經驗值估算，可設定為40 W/（m2·K）。
展開 基于Flotherm分析的光伏逆變器的散熱設計
基于Flotherm分析的光伏逆變器的散熱設計
楊雄鵬1，周曉東2，陳長安2，蔡蕭3
（1西安交通大學，陜西西安 710049；2特變電工西安電氣科技有限公司，陜西西安 710065）
摘要：在電力電子設備小型化的趨勢下，有限空間的散熱設計成為產品可靠性設計的關鍵瓶頸。本文以小功率光伏逆變器的散熱設計為例，首先提出了Flotherm軟件仿真的基本思想和基本理論，介紹了散熱器優化設計和整機系統熱仿真分析，包括多方案篩選優化。通過CFD數值仿真與工程樣機實測數據對比，分析評估完全滿足工程設計要求，達到了產品可靠性設計的目的。文章也介紹了海拔對散熱的影響和修正。較好的驗證了基于Flotherm軟件分析的電力電子設備散熱設計的優勢和可靠度。
關鍵詞：系統熱分析；方案篩選；熱阻；結溫
中圖分類號：
Heat dissipation design of small power photovoltaic inverter based on
analysis of Flotherm
YANG Xiong-peng1, ZHOU Xiao-dong2, CHEN Chang-an2 ,CAI Xiao3
（1 TBEA Xi’an Electric Technology Co.
展開 
熱設計的重要性以及PCB電路板散熱設計技巧
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本文部分內容摘自：”專業熱設計人必學必會182講---電子產品散熱設計理論視頻課程“ 第23章節中分內容。
專業熱設計人必學必會182講---電子產品散熱設計理論視頻課程（國內首套有關散熱理論設計的系統培訓課程）
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我所理解的熱仿真---ANSYS ICEPAK電子散熱仿真全套原創視頻教程
一、熱設計的重要性
電子設備在工作期間所消耗的電能，比如射頻功放，FPGA芯片，電源類產品，除了有用功外，大部分轉化成熱量散發。電子設備產生的熱量，使內部溫度迅速上升，如果不及時將該熱量散發，設備會繼續升溫，器件就會因過熱失效，電子設備的可靠性將下降。SMT使電子設備的安裝密度增大，有效散熱面積減小，設備溫升嚴重地影響可靠性，因此，對熱設計的研究顯得十分重要。
搞射頻的兄弟有柴，這樣散熱也行？
對于PCB電路板的散熱是一個非常重要的環節，那么PCB電路板散熱技巧是怎樣的，下面我們一起來討論下。
對于電子設備來說，工作時都會產生一定的熱量，從而使設備內部溫度迅速上升，如果不及時將該熱量散發出去，設備就會持續的升溫，器件就會因過熱而失效，電子設備的可靠性能就會下降。因此，對電路板進行很好的散熱處理是非常重要的。
二、印制電路板溫升因素分析
引起印制板溫升的直接原因是由于電路功耗器件的存在，電子器件均不同程度地存在功耗，發熱強度隨功耗的大小變化。
印制板中溫升的 2 種現象：
（1） 局部溫升或大面積溫升；
（2） 短時溫升或長時間溫升。在分析 PCB 熱功耗時，一般從以下幾個方面來分析。
展開 數字投影機散熱設計簡介
另外，傳統上業界最常用的還是熱流實驗方法，取代模擬分析，直接以投影機雛形機進行熱流實驗的驗證，以確保機構設計的結構可以滿足整個系統的散熱需求。但這樣子的成本會比使用模擬分析的方法進行散熱設計驗證的方式要來得高很多，尤其當投影機的機種較多時，將會造成在驗證的時間較長，這是計劃主成人所必須考量進去的。因此以長遠發展來說，應建立一套模擬熱流驗證的方法，以因應未來投影機市場的需求。
圖2：投影機的設計流程
很多人會有疑問，散熱設計好像有很多的經驗可供參考，依照經驗來做便不會有問題，因此為了開發成本，通常會省略散熱設計的部分，直接由機構人員依照經驗來做即可。其實這種現象在臺灣的許多中小企業很多，但是往往結果便是所開發出來的機型，無法通過耐久驗證與可靠度驗證，當你發現驗證后有問題，要再修改雛形機時，其所花費的代價是很高的，加上推出產品時間延遲，錯失銷售時機，損失不貲。有時產品一時僥幸過關，但是銷售到用戶手上時，因為品質不良導致公司信譽破壞，也要付出相當大的代價。因此，在產品開發的過程中，加上散熱設計是有必要性的！
在圖3中即為因為冷卻設計不良而導致燈泡損壞的照片。
圖3：因為冷卻不良而導致「炸燈」的燈泡，一般投影機的燈泡使用時間均超過1000小時。
數字投影機系統冷卻設計的要求
文在投影機的散熱設計過程中，我們必須要把握投影機散熱設計的幾個重點，才能迅速將投影機的散熱做好：
1. 投影機內各組件均溫要比降溫重要
2. 適當的系統流道設計比使用大風壓風扇有效
3. 特殊的位置使用特殊的散熱材料，可以解決熱點（hot spot）問題。
展開 SIwave IcePak 協同仿真實現電子系統散熱/電磁兼容協同設計
2017年1月10日
20:00 - 21:00 (CST)
注冊 ?
聯系方式：
郵箱：info-china@ansys.com
電話：4008198999
網絡研討會介紹：
為了保證PCB的正常工作，設計者必須通過合適的散熱設計來保證周圍的的溫度變化在半導體器件的承受范圍之內。對于散熱設計工程師而言，其需要準確了解板載大功率芯片工作時產生的熱能分布、焦耳熱分布以及其導致的溫度變化，從而選擇合適的散熱設計。而對于電子設計工程師而言，其需要考慮溫度變化對PCB工作性能的影響。ANSYS最新的SIwave版本中，集成了SIwave-Icepak電熱協同仿真功能，設計者在SIwave一個軟件的界面環境中，就可以同時調用SIwave 直流仿真器和Icepak 三維散熱仿真器，進行電熱耦合分析，得到PCB工作時的電流密度分布以及溫度分布結果，幫助設計者提前評估溫度變化對PCB性能的影響，預判PCB上的溫度分布熱點，以便進行散熱設計。
點擊上方“注冊”參加本次網絡研討會。
展開 新能源電動汽車水冷電機散熱理論熱設計與熱仿真管理分析
針對上面所提到的有關電機電機水冷部分，我們開發了本程課，新能源電動汽車水冷電機散熱理論熱設計與ANSYS ICEPAK熱仿真課程，本教程以一款新能源汽車的15.5KW無刷FOC控制水冷電機的理論設計過程與散熱仿真過程為例，通過從設計參數的整理為基礎，講解根據電機的損耗參數去如何選取水冷管道的開口面積，依據水冷管道的開口，再結合電機的相關參數，通過理論方法設計整機的水冷管道的換熱系數與冷卻面積的匹配。再根據相關的計算結果參數進行整機的散熱設計，依據整機的傳導路徑熱阻等，通過迭代計算出整機的散熱面積，從而進行相關的結構設計與整機水冷系統的設計。
待電機設計完成，進行相關的校核，再利用ANSYSICEPAK進行整燈的熱仿真視頻教程，熱仿真視頻教程通將整機從CAD軟件的3D模型簡化開始，到通過WORKBENCK 導入到ICEPAK軟件內，在ICEPAK軟件內完成相關模型的物性設置，軟件仿真邊界的設計置等等......，一步步的充分講解了在ANSYS ICEPAK中對一款水冷電機產品從3D模型的前處理，再到如何將3D模型導入到ICEPAK中，再到在軟件中對模型的物性設置，到如何進行網格劃分及求解等全套操作流程。
本教程旨在通過本款新能源水冷電機的實例案例的操作，讓您能達到依據整機的相關性能參數進行水冷系統的選取以及整機水冷散熱部分的理論計算，整機冷卻系統與整機散熱系統的匹配計算，利用理論計算對電機整機散熱的設計，同時能夠熟練的運用ICEPAK，以用ICEPAK來完成對此類水冷電機產品的熱設計與ANSYS ICEPAK散熱仿真。
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展開 研討會報名 | 電子散熱設計仿真技術專題
? 把脈汽車電子、通訊電子產品熱設計遇到的問題
? 掌握汽車電子、通訊電子產品熱仿真、熱測試的完整方案與流程
? 深入了解汽車電子、通訊電子熱仿真工具及能力
? 獲悉汽車電子、通訊電子系統數字孿生相關進展
隨著各行業電子產品的發展，除了大型的服務器，當前移動設備都趨向小型化的發展趨勢，散熱設計的空間非常有限，使得熱設計在產品設計與制造過程中成為關鍵。
對于通訊行業來說，隨著無線通信設備的不斷發展，要求封裝散熱性能更加出色以應對高密度、高功率的集成電路。
對于汽車來說，電子產品的增多與功率密度的不斷增大，熱設計需考慮到材料改進、狹小車載空間風道的合理設計、散熱設備的設計與選型等。
安世亞太特此面向汽車電子、通訊電子行業電路/電氣/結構/熱設計工程師及設計部門經理籌辦本次電子熱設計技術專題研討會。會上將著重于汽車、通訊行業的電子散熱內容。其中包括熱測試技術、熱仿真技術、熱設計的綜合解決方案，對封裝，PCB最先進的熱測試技術進行分享和交流。同時也將詳細介紹封裝級、板機、模組級、系統級別的熱設計仿真優化與多物理場，并對眾多汽車、通訊行業電子散熱設計中遇到的問題與解決方案進行分享。
展開 散熱熱管之燒結型熱管的參數設計與應用
結論
未來筆記型計算機的發展，必定朝向更高的處理速度及更廣泛的使用范圍，相對的熱管設計也必須符合其規范，而使用燒結式微熱管能在尺寸不變的情況下提升其性能，故研發與量產燒結式微熱管已刻不容緩，如果廠商無法建立熱管的設計能力，將無法面對熱管為未來日益增加的需求。
未來在國內發展這項產品與技術，不僅有助于國內信息、醫療、儀器等產品的升級，利用微熱管技術所衍生的相關熱管產品如熱管散熱器、熱交換器等可以廣泛的應用在各種需要精密溫控、散熱的的產業中。
THE END
（作者來自工研院光電所及臺灣大學機械工程學研究所）
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TEC 半導體制冷片的特性與散熱理論設計、仿真
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展開 盒式自然散熱產品散熱設計和熱仿真方法 ￥29.9
對于室內封閉的盒式自然散熱產品，熱量終歸要全部通過外殼散失到空氣中去。目前絕大多數電子產品，仍然采用自然散熱設計。本文檔以一個盒式設備為例，從需求分析，到中間各環節的散熱方案改進做了詳細闡述，并列示了這類產品熱仿真設置關鍵注意事項。
文檔還論述了一種新型散熱方案的巨大優勢。
FLOTHERM在Hewlett-Packard進行服務器散熱設計中的應用
（轉）
設計挑戰
Hewlett-Packard 公司是刀片服務器制造行業的領導者。如今大功率密度的刀片服務器造成了嚴峻的熱設計挑戰，特別是我們必須為CPU這樣的大功率元器件進行散熱設計。比如說，由于一些架構要求CPU器件必須背靠背放置，這樣的話，冷卻空氣會首先被前面的處理器加熱，經過后面處理器的是被加熱過后的空氣。這就非常難冷卻后面的處理器。
解決方法和優勢
從概念到樣機，Flotherm軟件的使用貫穿了一臺新的刀片服務器的整個設計過程。Flotherm的CFD分析包括設計并優化散熱器以及仿真流過連接兩個散熱器的傾斜阻尼。Flotherm的“傾斜阻尼”的靈巧功能用來展示傾斜通風板，使用Flotherm軟件的參數優化工具Command Center用來設計并優化散熱器。Flotherm分析極大地幫助了工程師減少設計時間和節省成本。另外，Flotherm分析幫助散熱器在保證散熱效率的同時也達到它的重量要求。
客戶推薦
“我們使用Flotherm作為我們的CFD分析工具，因為相比較其它CFD 工具而言，Flotherm簡單易學，并且Flomerics公司提供最佳的技術支持。負責支持的工程師隊伍非常博學并且總能很好地做出響應。”
Hewlett-Packard公司熱分析專家Shailesh Josh
Mentor Graphics EDA部門
FLOMERICS公司前期被Mentor Graphics公司收購，所有產品由Mentor Graphics EDA部門負責。FLOMERICS公司創立于1988年，是全球第一個開發專門針對電子設備熱設計仿真軟件的公司，自1989年推出FLOTHERM電子熱分析軟件以來就一直居于市場領導地位并引領該行業的技術發展。目前FLOMERICS公司還是一家在倫敦股票交易所上市的高技術軟件公司。
展開 基于溫度場仿真的干式變壓器散熱設計
，所對應的冷空氣溫度作為入口，進行有限元的模型設計，如圖4所示。
