充电模块电子散热仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

当今社会，随着手机电脑等电子产品不断的更新换代，电子产品趋向于大功率化、精密化和多功能化，电子产品也随之而临更多的散热问题。针对高热流电子产品的散热问题。各种各样的散热措施得到了大量的研究。其中，针对于电子元件，考虑到安全性和便捷性，采用风冷的方式往往是比较可靠的措施。然而对于要排除机械振动的影响，强制对流风冷并不能够满足需求，而自然对流风冷又需要足够大的散热面积，那么如何将热有效地传导以达到更大的散热是亟待解决的问题

1946年，宾夕法尼亚大学发明出了世界上首台电子计算机，其耗电量为150千瓦，散热量达到了140千瓦，复杂的结构和庞大的体积带来了严重的散热问题。 根据摩尔定律的规定，当电子产品的售价稳定时，安装在集成电路上的晶体管会很快实现数量上的翻倍，这个周期大概是18个月，其性能也会翻倍。更高度集成的电路意味着更高的的热流密度，高热流密度必然导致更高的工作温度。而在电子产品领域，电子元件会因为周围环境温度的影响，导致其失效率迅速增长，一般每10℃会导致一个数量级的增长，这就是我们经常说的“10℃法则”。

当今比较流行的风冷散热技术，一种是微喷流技术，主要为冷却单、多片芯片而改进，能够使风冷的能力超过10,是风冷技术的重大突破。另一个改良方法就是空气射流冷却技术，射流冷却时流体沿芯片法向冲击传热表面，冲击处的速度和温度边界层很薄，因为具有很高的传热率。据文献报道，采用这种技术的期间，芯片的热流密度可以达到100，射流冷却已成为微电子冷却的先进技术。

2. 研究的基本内容与方案

针对充电模块，采用专业的热分析软件lcepak对其进行稳态热仿真，求解封闭结构达到热平衡时的温度场，指出内部器件温度超过允许温度上限的原因，提出结构形式的措施，重新计算在前后面板开通风孔散热的机箱内部温度场。采用lcepak的电子设备热分析与结构改进。

icepak是热管理和电子设备散热分析的专业软件，在产品设计初期可用其进行详细的散热分析，以验证设计方案是否切实可行，便于问题的分析解决及重新设计，并为电子设备中的大功率器件选型、散热方式及散热器件的选择提供了可靠依据。

熟练掌握电力电子装置的散热理论，掌握有限元分析方法和理论，熟练掌握ansys电子散热仿真分析软件，利用ansys电子散热仿真软件对充电装置模块进行电力电子装置的散热仿真分析和研究。

3. 研究计划与安排

第4周前完成并提交开题报告。

第3-5周，熟练掌握有限元分析原理和电力电子装置的散热问题。

第6-7周，熟练掌握ansys的icepak仿真分析软件。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王永康. ansys icepak电子散热基础教程.北京：国防工业出版社, 2016.8

[2]廖明.电气柜内发热元件热设计数值模拟研究.南京航空航天大学,2012.

[3]孙淼，姚列明，霍中生，等.电脑机箱散热性能优化问题的研究.电子科技大学学报.2007（01）：75-76.