結(jié)構(gòu)散熱設(shè)計
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
結(jié)構(gòu)散熱設(shè)計的視頻教程
從零開始學(xué)散熱——熱設(shè)計基本理論
快速、有針對性介紹電子產(chǎn)品熱設(shè)計基本理論，包含傳熱學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)的一些基本理論知識，通俗解讀電子散熱設(shè)計中常用的物料。 本視頻參考《從零開始學(xué)散熱》第二章和第四章內(nèi)容。 書籍目錄：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/421412
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從零開始學(xué)散熱——產(chǎn)品研發(fā)體系和熱設(shè)計的嵌入
部分內(nèi)容摘自書籍《從零開始學(xué)散熱》第三章.熱設(shè)計研發(fā)流程。 解讀如何理解研發(fā)流程，對于研發(fā)體系的建設(shè)和優(yōu)化提出了一些見解。 熱設(shè)計是產(chǎn)品研發(fā)流程中的一環(huán)，在了解整體體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述了各個階段熱設(shè)計工程師需要配合完成的工作。 視頻更多介紹如何理解和優(yōu)化流程，書籍中詳細(xì)闡釋各個階段的具體工作。
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從零開始學(xué)散熱——熱設(shè)計角度理解單板和芯片
元器件是熱量的源頭，了解單板和元器件的熱特性，是熱設(shè)計工程師設(shè)計散熱方案的基礎(chǔ)。 網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于芯片封裝的資料很多，但從熱設(shè)計角度分析封裝特性的極少。本資料從熱設(shè)計工程師的角度去理解剖析單板和元器件的特征，為合理設(shè)計外圍散熱方案提供參考。 本視頻內(nèi)容參考書籍《從零開始學(xué)散熱》第五章芯片封裝和電路板的熱特性。
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結(jié)構(gòu)散熱設(shè)計的實(shí)例教程
痛點(diǎn)問題與解決思路
創(chuàng)建仿真散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計平臺
平臺簡介
平臺流程
平臺可靠性驗(yàn)證流程
項(xiàng)目1首次仿真與實(shí)測
項(xiàng)目2仿真實(shí)測再次驗(yàn)證
項(xiàng)目實(shí)踐-降成本
光路由器方案仿真指導(dǎo)設(shè)計
光路由器原始方案與方案1仿真分析
光路由器方案2與方案3仿真分析
光
路由器方案4與方案5仿真分析
光路由器最終方案仿真與實(shí)測總結(jié)
路由器2原始方案仿真與實(shí)測分析
路由器2三種裁剪方式仿真與實(shí)測對比
項(xiàng)目實(shí)踐總結(jié)
設(shè)計優(yōu)勢
仿真快速、準(zhǔn)確，開發(fā)流程已嵌入仿真，通過光路由器仿真數(shù)據(jù)可以看出，主要芯片溫度仿測溫差最大在2.8度，最小在0.3度，仿測趨勢一致，準(zhǔn)確度高，仿真僅需45。
存在問題
對于較復(fù)雜的項(xiàng)目仿測差異較大，這是由于仿真參數(shù)不準(zhǔn)確，仿測環(huán)境有差異有關(guān)，需要根據(jù)具體情況多次調(diào)試才能仿測一致。
后續(xù)需要研究的方向
1、溫差偏大問題的研究，主要分成三個方面：
2、充分發(fā)揮熱仿真在產(chǎn)品設(shè)計中的作用：
深圳市優(yōu)飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產(chǎn)品開發(fā)平臺解決方案與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的國家級高新技術(shù)企業(yè)。
十多年來，優(yōu)飛迪科技在數(shù)字孿生、工業(yè)軟件尤其仿真技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并在這些領(lǐng)域擁有數(shù)十項(xiàng)獨(dú)立自主的知識產(chǎn)權(quán)。
展開 對比與驗(yàn)證
本文提出了鋁板/相變材料/液冷的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，為了驗(yàn)證此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，分析了在相同工況下，鋁板/液冷和相變材料/液冷散熱結(jié)構(gòu)的溫度分布。為了保證一致性，3種結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)置見表6。
圖6 是模擬常溫環(huán)境、5C 高倍率放電情況下，電池的最高溫度和最大溫差的溫度曲線。從曲線圖可以看出，如果只有鋁/液體冷卻相結(jié)合，由于鋁的導(dǎo)熱良好，使電池的最高溫度能夠得到較好控制。但是由于導(dǎo)熱太快，散熱不均勻，會影響電池的最大溫差。當(dāng)只有相變材料/液冷相結(jié)合的熱管理時，相變材料由于其良好的潛熱，使電池的最大溫差得到控制，但是由于相變材料的導(dǎo)熱不好，電池不能及時散熱，使電池的最高溫度不能得到較好控制。所以，鋁板/相變材料/液冷散熱結(jié)構(gòu)在控制電池的最高溫度和最大溫差方面都有良好的效果，控制最高溫度為44.19 ℃，最大溫差為3.18℃。
結(jié)合鋁材料良好的導(dǎo)熱性、相變材料和液體冷卻可以產(chǎn)生均勻的溫度分布，設(shè)計了一個鋁板/相變材料/液冷相結(jié)合的散熱結(jié)構(gòu)，并且討論了不同影響因素對電池組的最高溫度、最大溫差和PCM 液體體積分?jǐn)?shù)的影響。具體的結(jié)論如下:
1) 散熱結(jié)構(gòu)中，加入鋁板后，電池的最高溫度和最大溫差都隨著鋁板厚度的增加而降低，表明此結(jié)構(gòu)能夠控制電池溫度的有效性和均勻性。當(dāng)水管數(shù)量增加時，電池的最高溫度慢慢降低，溫差由于散熱過快而升高，因此選取4 根水管為較優(yōu)值。
2) 電池的溫度會受到導(dǎo)熱系數(shù)和質(zhì)量流量的影響，隨著質(zhì)量流量的增加，最高溫度不斷降低。而為了同時控制最大溫差，需要使得導(dǎo)熱和散熱的速度同步，因此，最優(yōu)的導(dǎo)熱系數(shù)和質(zhì)量流量分別是0.6W/( m·K) 和0.000 5 kg/s。
3) 相變溫度和進(jìn)水溫度對電池的溫度分布也會產(chǎn)生一定的影響。
展開 圖2 電子芯片散熱結(jié)構(gòu)的自動化優(yōu)化設(shè)計流程圖
圖3 AIPOD優(yōu)化流程搭建示意圖，只需要簡單的流程搭建即可開始優(yōu)化
1.基于參數(shù)化建模方法，有助于AIPOD優(yōu)化方案的實(shí)時驗(yàn)證、評估和方案迭代，保證優(yōu)化方案的可行性；
2.基于AIPOD的自動化優(yōu)化流程，可以有效減少用戶手動操作的過程，基于優(yōu)化算法的自動尋優(yōu)也有助于發(fā)現(xiàn)新的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；
3.基于AIPOD中集成的智能優(yōu)化算法，可以有效幫助電子芯片散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，快速得到更好的散熱結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用價值
1.有效提高散熱系統(tǒng)的平均熱流密度，在相同工作環(huán)境下，平均熱流密度可以提高5%左右；
2.高效輔助電子芯片散熱器設(shè)計，減少迭代設(shè)計的時間和人力成本。在硬件條件允許的情況下，可以同時進(jìn)行多類散熱器的優(yōu)化設(shè)計。
相關(guān)案例
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展開 結(jié)構(gòu)1
散熱結(jié)構(gòu)：齒高是13mm;齒厚為1mm；間隙為2mm;
SWSIMULATION分析結(jié)果：最高處溫度122℃。
ANSYS分析結(jié)果：130.5℃。
結(jié)構(gòu)2
散熱結(jié)構(gòu)：散熱齒上面中間挖槽。挖了10條寬8mm深4.5mm的槽。
SWSIMULATION分析結(jié)果：最高處溫度137℃(溫度上升了15℃）。
結(jié)構(gòu)3
散熱結(jié)構(gòu)：散熱齒整體降低4.5mm，散熱齒高度8.5mm。
SWSIMULATION分析結(jié)果：最高處溫度160℃(溫度上升了38℃）。
最終得出結(jié)果：結(jié)構(gòu)1散熱齒高度最高不挖槽的散熱結(jié)構(gòu)散熱的效果最好。
展開 作者：顧雙峰
作者單位：同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院
摘要
:
文中以某款汽車座艙控制器為例，闡述了基于Icepak的電子產(chǎn)品散熱仿真分析方法，包括仿真模型的創(chuàng)建及求解分析的過程，并基于軟件自帶的響應(yīng)面優(yōu)化模塊，對產(chǎn)品散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而得到最適合此案例的散熱結(jié)構(gòu)參數(shù)。
結(jié)果表明:相較于原方案，芯片結(jié)溫降低了約4℃，散熱結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量減小約25%，證明了該設(shè)計方法可有效提高產(chǎn)品的設(shè)計可靠性。
關(guān)鍵詞:控制器散熱設(shè)計;Icepak熱分析軟件;散熱優(yōu)化
0 ，引言
隨著汽車電動化、智能化逐漸成為未來汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向，作為汽車執(zhí)行決策的“大腦”，電子控制器已經(jīng)成為汽車零部件中最為重要的組成之一。隨著集成的功能越來越多，控制器的可靠性必然成為設(shè)計中最為重要的關(guān)注點(diǎn)之一。
“阿雷尼厄斯十度法則”指出: 電子元器件工作溫度每降低10℃，壽命將增加1倍;溫度每升高10℃，壽命將縮短1/2。根據(jù)美軍的分析報告，大約50%的電子設(shè)備失效案例由工作環(huán)境的高溫導(dǎo)致。因此，將電子設(shè)備的工作溫度控制在合理范圍內(nèi)，是工程師在產(chǎn)品設(shè)計過程中最重要的關(guān)注點(diǎn)之一。
座艙控制器模塊一般布置在汽車的前艙內(nèi)，可用空間十分有限，如何在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制器電路板的有效散熱是開發(fā)時的難點(diǎn)之一。
傳統(tǒng)的設(shè)計方法一般是基于已有的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行理論計算，并基于實(shí)物樣件進(jìn)行元器件溫度測試，最終再根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整電路板上元器件布局或者增加散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計
。
這樣的開發(fā)過程時間冗長，且設(shè)計和更改成本很高，在汽車設(shè)計周期越來越短的今天，嚴(yán)重制約了整個行業(yè)的發(fā)展
。
展開 
結(jié)構(gòu)散熱設(shè)計的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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結(jié)構(gòu)散熱設(shè)計的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應(yīng)用工程師
在結(jié)構(gòu)工程中，精度和效率是必須滿足的目標(biāo)。由于項(xiàng)目變得越來越復(fù)雜，能夠在確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時簡化工作流程，對于取得成功的結(jié)果非常關(guān)鍵。
本文將介紹使用
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案，以及輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程案例分析，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案
2.輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計案例分析
講師：
構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行初始設(shè)計階段都必然要從該類結(jié)構(gòu)單元設(shè)計為起點(diǎn)。其中透鏡單元中最基礎(chǔ)的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結(jié)構(gòu)形式。在選擇“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單元初始設(shè)計”的菜單后出現(xiàn)的小窗體內(nèi)有一個書簽式選項(xiàng)選擇上述五種透鏡的設(shè)計選項(xiàng)，如圖1所示。
構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)單元都離不開單透鏡、膠合透鏡以及各種形式反射棱鏡的組合。所有的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行初始設(shè)計階段都必然要從該類結(jié)構(gòu)單元設(shè)計為起點(diǎn)。其中透鏡單元中最基礎(chǔ)的則是單透鏡、雙膠合透鏡以及由單透鏡和雙膠合透鏡組成的單透鏡—雙膠合透鏡或雙膠合透鏡—單透鏡組合等幾種常見的結(jié)構(gòu)形式。在選擇“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單元初始設(shè)計”的菜單后出現(xiàn)的小窗體內(nèi)有一個書簽式選項(xiàng)選擇上述五種透鏡的設(shè)計選項(xiàng)，如圖1所示。
授課時間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點(diǎn)
上海市嘉定區(qū)南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團(tuán)隊及資深顧問
課程費(fèi)用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費(fèi)、開票稅金、午餐費(fèi))
課程簡介
雙高斯照相物鏡屬于中等視場及中等相對孔徑的典型照相物鏡，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。
由于雙高斯照相物鏡結(jié)構(gòu)的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補(bǔ)償，因此在設(shè)計思路上只著眼于縱向像差的平衡設(shè)計。為此在設(shè)計過程中首先從設(shè)計其半部系統(tǒng)入手，然后再經(jīng)過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統(tǒng)。雙高斯照相物鏡的半部系統(tǒng)在其系統(tǒng)光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成
由于雙高斯照相物鏡結(jié)構(gòu)的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補(bǔ)償，因此在設(shè)計思路上只著眼于縱向像差的平衡設(shè)計。為此在設(shè)計過程中首先從設(shè)計其半部系統(tǒng)入手，然后再經(jīng)過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統(tǒng)。雙高斯照相物鏡的半部系統(tǒng)在其系統(tǒng)光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結(jié)構(gòu)簡單
打入式斷續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)的固定組就是一般定焦系統(tǒng)的物鏡，需要獨(dú)立矯正像差。活動組一般由正負(fù)兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統(tǒng)相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時有兩種求解方法，一種是根據(jù)前活動組位置及后組位置先求出光線M1M2，很容易得到兩組份焦距值；
A) 會聚光路中打入型變焦系統(tǒng)設(shè)計
打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)還分為一次性打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)和多重轉(zhuǎn)換式斷續(xù)變焦系統(tǒng)兩種。一次性打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)只有打入或打出兩個變焦倍率。多重轉(zhuǎn)換式斷續(xù)變焦系統(tǒng)可以通過多組可打入組分輪番打入（打出）獲得多個變焦倍率。
1. 一次性打入式斷續(xù)變焦系統(tǒng)設(shè)計
打入（出）型斷續(xù)變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，在不需要連續(xù)變焦時一般采用這種結(jié)構(gòu)形式。在活動組打出時使用固定組，系統(tǒng)焦點(diǎn)位置穩(wěn)定，瞄準(zhǔn)精度高。打入（出）型變焦系統(tǒng)的活動組可以在前
圖1.帶有端部反射鏡及保護(hù)玻璃的單反射鏡掃描系統(tǒng)示意圖
單反射鏡掃描光學(xué)系統(tǒng)往往多設(shè)在光學(xué)系統(tǒng)端部用以掃描物方視場，故有常稱端部反射鏡。由于具有單次反射面的反射棱鏡也具有反射鏡的功能，也經(jīng)常使用這類棱鏡作為掃描元件，這類棱鏡被稱作端部棱鏡。
具有端部反射鏡（棱鏡）及保護(hù)玻璃的掃描光學(xué)系統(tǒng)，由于其端部反射鏡（棱鏡）是個運(yùn)動部件，其前保護(hù)玻璃可能是三維傾斜的，因此不易計算他們的外形尺寸。
