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电子产品热设计及热仿真技术应用的研究

作　者: 李承隆
导　师: 胡永忠；唐食明
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 电子产品热设计 FLOTHERM软件热仿真热失效率
分类号: TN02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 239次
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内容摘要

由于电子产品正按功率上升化、设备小巧化、环境多样化的“三化”发展趋势发展,使得电子产品在有限的空间内热耗增加,产品内部热流密度加大,温度上升,从而提高了电子元件热失效率,降低了产品的热可靠性,严重影响了产品的正常工作。为了保证元器件和电子产品的热可靠性,热设计显得非常重要。而传统的热设计方法属于一种弥补手段,同时对工程设计人员的经验依赖性强、计算量大等原因造成产品开发周期较长,投入开发成本较高。通过引入仿真技术的热设计,可以在样机制作前就能判断设计是否满足产品的热可靠性,从而缩短产品开发周期,降低开发成本,提高产品一次通过率。因此,电子行业正急需推广融入仿真技术的热设计方法。目前,热仿真技术工具软件有好几个,但本课题选用的是FLOTHRM软件。FLOTHERM是一款目前较流行的、专业的热仿真技术应用软件,具有专业的流体动力学(CFD)的求解器,能够分析各种流体状态。同时,软件本身集成了FLOMERICS软件公司在电子产品传热方面的独特经验和数据库以及专门针对电子工业而开发的模型库,是全球第一个专门针对电子散热领域的CFD软件。它不但可以满足专业人士解决复杂的电子产品散热问题,而且适合从事普通电子产品设计的结构人员进行快速准确的热设计。本文从课题背景及实用价值进行了描述;阐述了温度对电子产品的影响,电子产品温度上升的主要原因;简介了热传递方式及遵循定律;阐述了热设计考虑因素、电子元件热特性、热设计流程、冷却技术的选择以及热设计的基本方法;简介了FLOTHERM软件的特性及功能;主要论述了FLOTHERM热仿真技术在电子产品热设计中的应用。本课题中以长虹ITV210产品开发为例,以FLOTHERM为仿真工具对热仿真的具体过程和方法进行了阐述。并通过样机测试结果来验证了仿真的准确性,体现了引入仿真技术的热设计方法可行、可靠。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章引言  9-12
  1.1 背景  9
  1.2 国内外相关研究  9-10
  1.3 立题依据及实用价值  10
  1.4 课题研究目标  10-12
第二章热设计的理论基础及基本方法  12-35
  2.1 热设计的意义与基本要求  12-16
    2.1.1 温度对电子产品的影响  12-14
    2.1.2 电子产品温升的主要原因  14
    2.1.3 热设计与传统热控制方法的区别  14-15
    2.1.4 热设计的目的及基本要求  15-16
  2.2 热设计的基础知识  16-21
    2.2.1 热传递的基本术语及概念  16-18
    2.2.2 热传递的基本方式和遵循定律  18-21
  2.3 热设计考虑因素  21-26
    2.3.1 使用环境条件  22
    2.3.2 电子元件的热特性及热设计对策  22-26
  2.4 热设计的流程及基本方法  26-35
    2.4.1 热设计流程及注意事项  26-28
    2.4.2 冷却技术选择  28-30
    2.4.3 热设计的基本方法  30-35
第三章热仿真技术应用的研究  35-63
  3.1 仿真技术的意义及基本思想  35-37
    3.1.1 仿真技术的意义与特点  35
    3.1.2 仿真的基本思想  35-36
    3.1.3 仿真技术的实现过程  36
    3.1.4 热仿真技术应用的目的及作用  36-37
  3.2 常用热仿真软件的介绍  37
  3.3 FLOTHERM 软件介绍  37-42
    3.3.1 FLOTHERM 软件主要模块  37-38
    3.3.2 FLOTHERM 软件功能及特点  38-40
    3.3.3 FLOTHERM 软件主要窗口界面  40-42
    3.3.4 FLOTHERM 热设计基本流程  42
  3.4 热设计的仿真过程  42-63
    3.4.1 设置建模基本参数及边界条件  43-46
    3.4.2 建立仿真模型  46-50
    3.4.3 划分网格  50-52
    3.4.4 求解计算及结果显示  52-55
    3.4.5 结果分析及方案改进  55-58
    3.4.6 COMMAND CENTER 优化设计  58-61
    3.4.7 产品形态及测试结果分析  61-63
第四章总结  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-66
在学期间研究成果  66-67

电子产品热设计及热仿真技术应用的研究

内容摘要

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