电子产品热仿真介绍

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1.2、什么是热仿真？
➢ 热仿真理解：
热仿真就是通过仿真技术，利用物理热力学原理及物质热 属性来分析研究系统（产品）的热学特性的仿真实验分析。结合现 有计算机技术，市面上有许多现成的热仿真软件可以用来实施具体 的热仿真实验。
➢ 热仿真的特点：
1、热仿真适用仿真的本质内容； 2、选择一款适合目标系统热学分析的热仿真软件； 3、系统的热仿真模型建立需要考虑热及温度、流体相关的几何 属性、材质属性、环境属性； 4、由于热是抽象的，一个可视化形象的分析结果很重要。
此类热仿真一般是为了检测产品在某一特定情况或特殊情况下的精确 温度数值，可以用来分析产品典型应用时的准确温度状况或验证热仿真的准确 性。用来验证热仿真准确度时，需要按照仿真条件制作样品、设置外部环境条 件及产品工况参数。
3、产品散热方案可靠性（极端条件）热仿真结果
产品散热可靠性热仿真时，由于考虑的是极端环境和极端工况下的产 品温度状况，产品在实际工作时可能无法达到所有条件，因而现实无法出现热 仿真结果所呈现的温度状况，无需也无法验证。此类热仿真结果确保产品在任 何设计使用条件下温度不会高于仿真温度。
一般来说，热仿真分析的有效实施必须具备基本的结构 学、热物理学和流体力学专业知识。
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2、热仿真能解决哪些问题，有哪些好处？
➢ 热仿真能解决的问题：
1、产品立项前的散热可行性评估，避免出现后续由于温度不能 过造成的项目流产。 2、配合ID确定产品的最小结构和外观的开孔通风布局。 3、协助电子工程师和结构工程师确认产品的内部器、部件的散 热合理布局。 4、主要热源器件所需散热器的设计和选用，以及流体特性的确 认和风扇选用（需要的话）。 5、完成面向客户的热可靠性分析报告，提供实验依据。
➢ 热仿真带来的好处：
1、没有实物和样机也能进行热可靠性分析和实验。 2、计算机建模，比组装样机节约时间，缩短项目周期。 3、减少散热器打样试错次数，节约时间和样品费用成本。 4、可以任意查看产品不同环境和工况条件下的温度状况，而且 几乎没有成本。
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3、进行热仿真需要清楚哪些信息？
➢ 明确温度控制目标：
确定产品需要管控温度的器件和部位及对应的温度（温升）上限数值。
清楚产品特性：
1、产品的几何结构，一般是完整的3D图纸（包括PCB的布线和覆铜结构）； 2、主要热源器件的发热功耗参数及封住特性（如果管控结温，至少需要提供 封装热阻）； 3、主要结构件的材质信息及表面处理信息（特别关注材质的导热系数、密度、 比热等物性参数及部件的表面状态，如油漆、涂层、化学处理方式等）。
➢ 仿真的本质内容：
1、用模型代替实际系统进行实验和研究； 2、建立一个接近实际系统的模型，模型具备几何相似、环境相似、 物质属性相似； 3、利用适合实验研究目的的求解方法（物理原理），获得研究结果； 4、正确有效的结果分析。
➢ 计算机仿真：
随着计算机硬件和软件技术的发展，仿真技术已经可以通过预先 设定好求解计算方法及图形化的人机交互界面的专用仿真软件来更加便捷 的实施。
清楚环境条件：
1、产品设计使用环境条件和产品检测环境条件。如环境开放程度（是否密闭 和限制空间、或障碍物遮挡）、所处流体环境（是否浸泡在水中或其他液体中， 是否有外部强制对流环境等）、环境温度，海拔高度、产品放置相对重力的方 向关系等； 2、产品是单独使用还是组合使用； 3、产品使用环境是否会受其他高温热源影响； 4、产品是否被太阳照射等。
电子产品热仿真介绍
Jensen
介绍内容：
一、什么是仿真和热仿真？ 二、热仿真能解决哪些问题，有哪些好处？ 三、进行热仿真需要清楚哪些信息？ 四、怎样理解热仿真结果？
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1.1、什么是仿真？
➢ 仿真定义：
把实际系统建立成物理模型或数学模型进行研究，然后把对模型 实验研究的结果应用到实际系统中去，这种方法就叫做模拟仿真研究，简 称仿真。
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4、怎样理解热仿真结果？
➢ 热仿真结果分如下几种情况：
1、可行性分析情况下的热仿真结果
此类热仿真是在产品设计使用环境下，评估产品的整体温度状况，考 虑一般恶劣情况和经验散热设计方案下的温度能够满足要求即可，可以提供可 行性分析报告。报告中的温度数值一般只做参考，无需实物或打样验证。
2、特定工况和特定环境下的仿真结果