CAE仿真在电子产品散热中的案例分享

那您是否面临着以下问题？市场竞争越来越激烈、本钱压力越来越大、运用处景越来越多、测试验证无法覆盖、产品哀求越来越高、研发周期越来越短。

我们该如何在如此激烈的竞争中脱颖而出呢？

在传统的设计过程中，确保新型电子产品性能的唯一方法是实行大量的设计迭代，直到知足所有标准。
这意味着大量的物理试验耗时和昂贵的物理测试过程。
如何更加快速更加经济的设计出满意的产品呢？答案在于CAE仿真，通过CAE仿真技能，几天，几周或几个月的物理测试将被仿真运行的数小时乃至几分钟所取代。

电子产品设计的紧张寻衅是热管理，由于电子产品产生的热量集聚在外壳内，过热不仅会降落预期寿命，还可能破坏电子元件导致产品故障。
仿真工程师采纳的办理方法便是在制造产品前对电子设备进行热仿真，通过仿真剖析理解到产品的冷却系统效率如何？须要对产品的设计履行哪些优化？选择更优材料更优设计更好进行散热。

我们知道热通报的三种基本办法是传导、对流和辐射，对应的散热办法为：传导散热、对飘泊热和辐射散热。

提高电子产品散热能力的常见设计有：

热界面材料（TIM）这些材料用作热源和散热器之间间隙的添补材料。
它们常日具有更高的导热率，有助于有效管理全体系统的热通报。
散热器散热器是与热源打仗的金属部件，紧张通过传导，有时通过对流或辐射来肃清热量。
常日，铝或铜用作散热器材料，由于这些金属的导热率相对较高并且与其散热效率成正比。
由于通过表面进行热通报，因此散热器专门设计成各种形状以确保大的表面积。
热管热管是密封的铜管或铝管或含有流体的管。
液体从热表面接管热量，沸腾并进入蒸汽状态。
热电模块热电模块是采取珀耳帖效应的设备，基于向设备施加电流来加热或冷却组件。
它们总是与散热器一起利用，没有散热器，设备可能会过热并失落效。
导热油脂或粘合剂导热粘合剂或油脂是另一种独特的热传输技能。
个中一个紧张优点是它们将组件粘合在一起，不能机器粘合。

很显然，工程师们有着诸多的选择，但是在保持产品大小的条件下，如何组合出最有效的散热办法却并不是一件轻松的事情。
下面，元王通过一个案例分享，解释CAE仿真如何帮助工程师优化产品性能。

P3 热剖析

仿真前的几点解释

为减少网格数，对原几何模型进行了适当的简化，简化了与散热无关的特色对一些曲线和曲面的特色，利用等体积或等面积的方法转换成等效的直线和平面的特色。
本案例重点考虑了Heater的功耗，其他器件暂没考虑。
本案例是在环温25C下进行仿真打算。

仿真热模型

希望通过热设计改进以下三个方面：

热功率转换率提高降落外壳温度放质料地方的热均匀性

需求A的办理方案

为了提高热转换效率，常日从以下几方面考虑：选取热转换效率比较高的发热元器件，客户可以根据其供应商供应的参数进行比较。
对发热区（heater）进行隔热保温，减少热量向其他地方传播的丢失。
原设计中已有玻璃管进行隔热。
减少发热元器件Heater到金属网之间的热阻。

a.增大两者的打仗面积.

b.增强两者的紧密度

c.选取导热系数比较高的材料（比如铜等，但可能本钱增加)

需求B的办理方案

设置T=260C，且在F1下。
通过仿真得知，表面最高温度为28.3C， 此时金属网的温度为194.5C。
如果在F2，F3状态下表面和金属网温度会更低。

综上所述，在设置T=260C，且在F0，F1，F2，F3状态下，壳温并不是很高

需求C的办理方案

由于空气的导热系数比较低，金属网表面空气的温度梯度比较大，热量不屈均。
为办理这个问题，可以在其表面放置一个有一定高度的金属网格（以下为本案例利用的不锈钢网非分特别形）。

从温度云图比拟来看，加金属网格的热均匀性比无金属网格的好。

这只是热仿真如何帮助设计职员或工程师利用仿真评估其优化设计的一个案例。
CAE仿真在电子行业中有着广泛的运用，电子产品跌落、新型电子材料的研发和制造、音频设备声场特性的设计和评估、电子产品的热力仿真、芯片封装的热剖析、EMC/EMI等是电子领域中很深入、繁芜并极具寻衅性的课题，须要多门学科的理论和方法的综合运用。
面对这些寻衅，有限元科技可以供应相应的CAE办理方案。
选择有限元科技，为您的企业发展创造无限可能。

电子行业CAE技能运用范围

深圳市有限元科技有限公司（简称有限元科技/FEATech／元王）成立于2007年，是一家以工业软件开拓为核心，以CAD/CAE为主业，集工业软件发卖、软件二次开拓、技能咨询、培训为一体的国家高新技能企业。

元王作为集产品设计与仿真技能做事办理方案为一体的专业机构，拥有一支力学、机器制造、电子工程等专业的硕士、博士专家团队。
依托深厚的技能背景和十余年工程仿真运用履历，元王已为航天、汽车、机器、电子、新能源、医疗等领域的1200多家企业供应了专业的工程做事（包括技能咨询、有限元剖析、培训、CAD/CAE软件二次开拓、信息化平台开拓等），并得到客户高度认可。