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随着芯片技术和电子技术的迅猛发展,散热设计在以平板电脑为代表的电子产品的设计中被提升到了一个新的高度,热设计和热仿真分析技术也成为了影响电子设备发展的一个关键因素。国内外对于如何设计电子产品的散热方案以及新的热设计和热分析方法给予了越来越多的关注。本文以矽鼎科技有限公司设计的两款平板电脑为样机,进行了系统的分析研究,取得了一定的成果。
在本文中,作者首先总结了国内外电子产品热设计现状,讨论了传热学的三种传热方式和不同传热方式下的数学理论。根据CyberPad C100、CyberPad C72两款原理样机,建立了系统的仿真模型,利用电子产品散热仿真软件Flotherm7.1,从环境温度、芯片功率、PCB板结构、散热器参数、重力场、通风口等方面考虑,对影响系统温度的不同因素进行了全面的比较、分析,并通过对仿真结果的对比和归纳,总结出不同因素对系统温度的不同影响效果、各种因素对系统温度的作用和相互间关系,定性和定量的分析总结了不同因素作用于系统温度的规律。同时,作者对四种主要因素进行了正交仿真试验设计,通过设计四因素、每个因素四水平的正交试验,得出不同影响因素的影响程度,根据影响程度的不同对影响温度的因素进行排序,提出应优先考虑环境温度、芯片功率等影响效果较为显著的因素作为散热主要考虑方面,以及如何设计散热器参数、通风口大小、PCB结构等一系列较为综合的热设计方法。最后,作者搭建了实验平台进行了相关实验,将实验结果与仿真分析结果进行比对,利用实验的方法验证由仿真分析总结出的热设计规律和方法的合理性和可行性,并对本文的研究内容和成果进行了总结,展望了后续的工作内容和工作方向。
本文基于两款平板电脑实例,通过分析不同热影响因素,总结了热设计和热分析的方法,为电子产品的散热设计提供了依据和参考。