微信关注

微信'扫一扫'
随时关注我们

电子热管理-应用简介

据权威机构调查显示,温度,湿度,振动和灰尘是电子产品失效的主要因素,其中超过一半跟温度有关,因此电子产品的热设计至关重要。

在5G和AI盛 行的年代,下一代电子产品集成度越来越高,结构越来越复杂,导致产品热流密度和功率越来越高。同时,市场的激烈竞争要求产品研发周期越来越短。技术的压力和市场的压力,再加上越来越复杂的产品使用环境,都给当今电子产品热设计工作者带来巨大的挑战。

紧凑化程度越来越高功率越来越高产品研发周期越来越短

解决方案

通过热仿真应对热设计挑战

热设计的方法一般有理论分析法、热测试法以及热仿真法。工业产品复杂,只有比较 少的理论分析解;热测试周期长,成本高;而热仿真可以在在产品设计的前 期进行,有效的降低产品设计的风险。热仿真已大量应 用于工程实践中,并扮演着越来越重要的角色。

十沣科技旗下的流体,热、结构、等众多工具,可实现多物理场耦合、 多学科融合,构成了全面的电子散热解决方案,能覆盖所有级别的电子产品,包括芯片封装,PCB板,机箱系统,到机房环境;可以模拟热对流,热传导,和热辐射所有传热方式;可以模拟自然对流散热,强迫风冷散热,强迫液冷散热等多种散热方式。十沣科技将会为中国新兴的电子产品研制企业的热设计保驾护航,更好的助力客户可持续性创新。

覆盖所有级别 多种散热和传热方式 自定义材料物性和热特性 先进的求解器

案例展示

  • 芯片热分析
    下拉查看 点击收起
    • 01. 案例概述
    • 02. 十沣解决方案

    01. 案例概述

    image.png

    CPU芯片是电子产品的核心部件。目前芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高,CPU散热性能对其是否能够正常工作起到关键性作用。从理论上对芯片散热性能进行分析,并选出适用于散热器的材料类型。在电子元器件中,芯片的热能只能以传导的方式传递。芯片热能传至导体后,对流是导体热能传递的主要形式,本案例采用自然对流的方式对芯片散热进行仿真。

    02. 十沣解决方案

    1635771887292427.png

    将计算模型的交界面边界条件设置妥当,在计算域内采用切割体网格。画分好的网格文件导入至QFLUX中并在计算域内选择合适的区域(流体区\固体导热区)。设置好芯片及各零部件的材料属性,基于Boussinesq假设对芯片散热进行热仿真计算。

    QFLUX准确模拟了芯片在自然对流环境下的芯片散热问题,极大的提升了客户研发精度和效率。


  • GPU散热仿真
    下拉查看 点击收起
    • 01. 案例概述
    • 02. 十沣解决方案

    01. 案例概述

    1635772314860027.png
    由于显卡核心工作频率与显存工作频率的不断攀升,显卡芯片GPU的发热量也在迅速提升。GPU的晶体管数量已经达到甚至超过了CPU内的数量,如此高的集成度必然带来了发热量的增加,为了解决这些问题,GPU都会采用必要的散热方式。尤其对于超频爱好者和需要长时间工作的客户;主动式散热方式是选择显卡的必选项目。主动式散热方式除了在显示芯片上安装散热片之外,还安装了散热风扇。
    客户采用的方法是RANS 模型和k -ω -SST类型,数值方法采用SIMPLE,激活能量方程,开展热仿真计算。

    02. 十沣解决方案

    image.png
    客户使用QFLUX软件基于多计算域流固耦合传热的功能, 对空气(流体域)、风扇、散热翅片、mos管、芯片等固体域分区域计算,通过在QFLUX软件中设置interface接触面的匹配来数据交换;QFLUX中添加能量源项,热阻,导热系数、热流密度等参数,可实现对流换热、热传导等计算,并监测每个发热部件的温度变化。其强大的后处理能直观的呈现各个部件的温度云图。
    GPU散热效果的好坏直接影响到显卡的使用寿命以及电脑主机的稳定运行。QFLUX软件的散热仿真功能可以准确模拟GPU散热的问题,因而极大的提升了客户研发精度和效率。

  • IGBT水冷散热
    下拉查看 点击收起
    • 01. 案例概述
    • 02. 十沣解决方案

    01. 案例概述

    image.png
    随着功率模块小型化的发展与功率等级的不断提高,IGBT 模块不可避免的会散发更多热量,然而一旦过热将直接威胁 IGBT 运行可靠性,由此加强IGBT 模块散热设计研究很有必要。此案例为通过水冷散热的方式对IGBT功率模块进行散热仿真分析。 同时考虑热对流(自然对流)以及热传导的传热方式,对IGBT水冷散热过程进行模拟。


    02. 十沣解决方案

    通过QFLUX分配不同计算域,对IGBT热源固体区域、基板固体区域、流道流体区域以及外部的空气流体区域等计算域进行组合关联,激活能量方程,实现多区域流固耦合的传热分析;基于Boussinesq假设,实现空气中自然对流现象的模拟分析。

    通过QFLUX仿真,发现流道设计中存在流动死区,死区内局部高温。可将此区域填充固体导热材料更有利于散热。

    image.png
  • 水冷散热器
    下拉查看 点击收起
    • 01. 案例概述
    • 02. 十沣解决方案

    01. 案例概述

    1635772991843547.png

    采用水冷的方式对CPU等热源进行散热,会使水流温度升高,对于循环水散热系统来说,仍需要对高温水流通过风冷的方式进行散热。此案例为通过高转速风扇对水冷散热器进行散热。

    02. 十沣解决方案

    image.png

    通过QFLUX的滑移网格功能, 可以单独对风扇等旋转结构进行网格划分,并模拟风扇风速大小;激活能量方程,进行流热耦合分析。通过QFLUX仿真,发现风速的增加对水流出口温度的影响很小,降低程度为0.025 K/(m/s);流速为0.5m/s左右时,单位时间内带走热量最多,冷却效果最优。不建议通过增加风扇转速的方式来降低水流出口温度,该方式的效益低;水流速度是影响水流出口温度的主要因素,以此为突破口进行散热设计。


更多资源

留下您的信息

我们将竭诚为你服务
深圳十沣科技有限公司Copyright © 2022 粤ICP备2021034876号 技术支持:HHBRAND