Icepak在电源组件热设计中的应用.docx

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文档介绍

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Icepak在电源组件热设计中的应用 本文阐述了功率电路中热设计的重要性,对某电源组件的热设计问题进行了分析,具体介绍了对该电路进行热设计的过程,并运用热仿真软件Icepak对各优化设计方案进行了仿真分析并进行验证,使该组件更改后能满意热设计要求。 1前言 随着电子技术的发展,现代功率电路的功率密度越来越高,例如在大功率电源组件中,在有限的体积内通常会有较多的功率模块,这些模块在工作时会产生大量的热量,热量的积累使电路内部温度升高,简单导致电路的失效。为提高功率电路的牢靠性,设计中的热分析和热掌握必不可少。相对于传统的热设计方法,借助仿真手段可以大大削减计算量、缩短研制周期和降低成本,提高一次成功率并改善电子产品的性能。本文较具体地介绍了对大功率电源组件进行热设计,并应用Icepak热仿真软件进行建模分析的过程。 Icepak是业界主流热仿真软件,能够解决环境级、系统级、板级和元件级的热设计问题,其具有多样化的建模方式,全面的网格划分能力,求解能力强大,仿真结果精确度高。 2实例分析 2.1问题描述 某大功率电源组件,水平安装在机箱内,环境温度Ta=70℃,采用自然对流方式进行散热。该电源组件无封装外壳,在此组件电路中,需要在131mm*133mm尺寸的PCB板上安装8个功耗较大的DC/DC电源模块,其安全工作温度均为壳温105℃,电源模块的管壳材料为10#钢,表面未进行发黑处理,在电源模块与PCB之间加装有铝制散热板,其初始设计的实物如图1。 图1电源组件初始设计实物图 已知各个电源模块的输出功率和效率,且耗散功率可以通过公式1计算: 得出各个电源模块的功耗如图2: 图2DC/DC电源模块功耗分布 在满载工作时,实际测试各个电源模块管壳的最高温度为109℃,而对其进行建模分析,也可以看到仿真结果显示最高温度为105.8℃,与实测结果比较接近。

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