电子设备热设计在仿真软件中的运用.pdf

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1、总第220期舰船电子工程Vo1．32No．102012年第1O期ShipElectronicEngineering146电子设备热设计在仿真软件中的运用张万俊(扬州万方电子技术有限责任公司扬州225006)摘要应用热分析技术，能够在产品设计阶段获得其温度分布，从而优化设计。提高产品的可靠性，延长其使用寿命。该文以19时2U电子产品的热设计为例，介绍了用Ansys软件的热分析功能进行辅助热分析的数值方法和热分析软件的特点，通过仿真分析，预测产品内部的热量分布和气流分布情况，并把仿真结果与实验值进行了

2、比较，验证了方法的正确性。根据分析结果优化相应的设计参数，合理调整设计布局，可以找到最佳的设计方案。阐述了Ansys仿真技术的特点和一般应用方法。关键词电子设备；热设计；仿真分析；可靠性中图分类号TP391．9ThermalDesignofElectronicEquipmentUsedintheSimulationSoftwareZHANGWanjun(YangzhouWanFangElectronicTechnologyCo．，LTD，Yangzhou225006)AbstractApplica

3、tionofthermalanalysistechnologytotheproductdesignstagetoobtainthetemperaturedistribution，inordertoop—timizedesignandimprovethereliabilityofnewproducts，extendingitslife．Inthispaper，takethedesignofI9inches2Uelectronicproductsforexample，describesthetherm

4、alanalysisusingAnsyssoftwaresupportingfunctionsofnumericalmethodsofthermalanalysisandthermalanalysissoftwarefeatures，forecastingnewproductwithinthedistributionofheatdistributionandairflowbyusingsimulationanalysisandthesimulationresultsarecomparedwithe

5、xperimentstoverifythecorrectnessofthemethod．Basedontheresultscorrespondingtooptimizethedesignparameters，areasonableadjustmentdesignlayout，youcanfindthebestdesign．Anddescribedthegeneralcharacteristicsandap—plicationmethodsaboutAnsyssimulation．KeyWordse

6、lectronicequipment，thermaldesign，simulationanalysis，reliabilityClassNullnl~rTP391．9的参考依据，消除其热问题，使其最高温度在允许的温度范1引言围内，达到设计要求。据统计，电子设备的主要失效形式是热失效，有552热分析软件的特点以上是因为冷却系统设计不良所导致。随着温度的增加，其实效率成指数增长趋势，甚至有的器件在环境温度每升Ansys软件是一款集热分析、结构分析、电磁场分析、高1O℃，失效率增大一倍以上，被称为1O℃

7、法则。随着现流体分析和多物理场分析为一体的专业仿真分析软件。其代设备小型化的要求，电子器件的集成度越来越高，功率密中的Icepak是针对电子产品热分析的专业化分析模块。它度不断增加，设备工作中因温度过高引起的失效问题日益以传热学为基础，采用有限体积法模拟设备的工作环境。突出。如果不采取有效的散热措施，将导致设备的可靠性具有专业的流体动力学求解器(fluent)，计算精度高，能够大大降低，当温度达到或超过器件的最高允许温度时，器件分析各种流体状态。同时提供了电子设备热分析中常用的将受到损坏。如何有效

8、的控制产品内部所有电子元器件的所有组件，使得建模变得简单。软件还为用户提供了材料温度，使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所库、风扇库，调用方便，能够解决系统级、印制板级、器件级规定的最高温度是热设计迫切需要解决的问题。传统的热的热分析问题。设计通常是根据经验或应用有限的换热公式进行预先估3应用实例计，生产出成品后再通过实验来检验，若不能满足要求，就要经历修改，再设计，再生产，再检验，如此反复的设计过1)问题描述程，这样既浪费时间又浪费原材料。显然这种传统的热设某电子设备要求