iSIGHT案例 - 电子电力

场效应 管半桥 电路
散热槽
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GE: Halogen-IR PA 38卤光灯改进
问题：
z 灯泡的光亮度要高 z 能量利用率要高, z 更长的寿命 z 放热量最小 z 不易发生色泽的退化
电磁特 性
可靠性 电路特 性
*CPES: Center of Power Electronics System
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CPES: 电力设备散热设计优化系统
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GE: 集成化的照明设备设计系统 Example: Integral Electronic Lamp Design
6sigma质量设计: Scorecards FMEA DFR
Group Group NEC NEC Raytheon Raytheon Systems Systems ARL, ARL, MARC MARC Samsung Samsung Advanced Advanced Institute Institute of of Technology Technology Sony Sony Corporation Corporation Toshiba Toshiba Corporation Corporation Whirlpool Whirlpool (Bauknecht) (Bauknecht) ...... ......
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成功案例概览
GE CRD: 卤光灯节能、散热、亮度优化设计 密歇根大学：MEMS微压电机构的拓扑和电路一体化 设计 三星：MEMS微开关优化设计 日立：MOS器件的稳健性设计 GE Power: 变压器减重设计 阴极射线管（CRT）电磁场三维控制线圈设计 纯平彩电电子枪的三维控制线圈设计 液晶显示器（LCD）电路设计优化 半导体电路设计优化 洗衣机结构优化：降低噪音和振动 电磁饭锅的电磁场优化设计 冰箱内部流动优化和降低能耗的设计 空调系统设计优化 真空吸尘器最大化吸入流量、节能设计 电路散热热单元设计优化 ……

建模仿真软件： z I-DEAS z Saber z Maxwell Q3D等
热分析
产品数据库
集成优 化

iSIGHT解决方案： z iSIGHT有效地对电子设备的电 子和热量分析能力进行集成 z 数据在iSIGHT, I-DEAS, Saber, Maxwell Q3D的之间 被相互交换 z iSIGHT工具包的全局探索、梯 度搜索、随机规划的能力
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密歇根大学: MEMS压电结构设计

结对比
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用ABAQUS进行变形校核
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GE：心脏起勃器设计改进

问题： z 动态调节：
{ 根据病人健康水平、活动量程度和医疗知识对心脏起勃器的设置进行灵活调整
z 天线：
{ 必须足够小，以放入体内 { 又必须足够大，以接受体外的控制信号
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Black Black & & Decker Decker Canon Canon Computer Computer Science Science Corp Corp Emerson Electric Emerson Electric Fuji Fuji Xerox Xerox Co., Co., Ltd. Ltd. Hitachi Hitachi Ltd Ltd Matsushita Matsushita Electric Electric Industrial Industrial Mitsubishi Mitsubishi Electric Electric Corp. Corp. Motorola Motorola Cellular Cellular Subscriber Subscriber
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密歇根大学: MEMS压电结构设计

问题： z 拓扑结构设计：
{ 传递和放大位移 { 连续域
*MEMS： 微电机械
位移作用点
z 压电材料设计：
{ 形状和位置 { 电压大小、方向 { 离散域
z 过去：
{ 仅进行单学科设计 ¾ 压电材料 ¾ 或者结构拓扑
z 现在：
{ 同时考虑结构拓扑和压电材料 { 一体化的2 学科设计优化
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GE: Halogen-IR PA 38卤光灯改进
投资: z 一个工程师进行iSIGHT培训


结果: z 提高亮度48% z 节省能量 60% z 亮度更高 z 色泽更白！
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代码集成和 系统优化
iSIGHT iSIGHT 平台和工具 平台和工具
Saber Saber Simulator
Ansoft FEA
系统仿真
布线
灯丝模型
Physics-Based Physics-BasedDischarge DischargeModel Modelin inSaber Saber
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C ollaboration … Collaboration … IIntegration ntegration … … D esign … Design … O ptimization … Optimization …
iSIGHT
案例研究
电子电力行业概览

电子行业的应用举例
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CPES: 电力设备散热设计优化系统
实体造 型 成本模 型

问题： z 达到最小的电磁干扰的同时，提 供最佳散热的优化效果
机械结 构
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GE: 心脏起勃器设计改进

解决方案： z 用 iSIGHT 驱动 XFDTD 仿真包 z 减小设计时间，找到优化解 结果 z 时间：
{ 不到1周进行过程集成 { 从 9 个月砍到 1 周

z 性能：
{ iSIGHT的改进设计要比原先花 9 个月进行的设计更好！ { 起勃器无需手术即可自动调节