摘 要

电子产品随着功能的增加以及美观度的需求，逐渐走向小型化，所包含的元器件也越来越多，功率也因此不断上升，而且随着应用的场景不同，存在着环境多样化的特点，以上几个特点使得电子产品在有限的空间内产生的热量更多，而充电模块正是电子产品散热仿真的重点关注对象，一旦发生充电模块散热不佳，会导致设备故障率提高，大大降低了可靠性。

为了保障充电模块的工作可靠性提升，充电模块电子散热相当重要，传统充电模块电子散热通过设计人员的经验，在不同条件下对产品长时间测试等手段实现，造成开发时间长，经济性差的特点，在实物产品制造以前通过仿真软件进行模仿实际情况计算模拟，提前判断产品是不是符合实际情况散热的要求，降低了开发周期和提高成功概率，本文通过对有限元的分析对要求的充电模块仿真，评估在设计过程中的各种因素对散热的影响，并对这些因素进行分析，从而针对性的改进散充电模块电子散热，因此能够在样机试验之前，能够判断其是否满足充电模块电子散热可靠性要求，降低了开发的成本，具有重要的实际应用价值。

关键词：充电模块，热仿真，充电模块电子散热

Abstract

Electronic products with the increase of functional and aesthetic requirements, gradually toward miniaturization, components that are included in the more and more, power and rising, and with the application of different scenarios, there is a diversified environment, the characteristics of the above several features make electronics inside limited space, the heat generated by the more and the charging module is electronics cooling simulation focuses on objects, in the event of poor heat charging module, can lead to equipment failure rate, greatly reduces the reliability.

For the sake of ensure the working reliability of the charging module, the electronic heat dissipation of the charging module is very important,, the traditional charging modules electronic cooling through the experience of the designer, under different conditions on product testing methods for a Long time, leading to long development time, high economy, and through the use of thermal simulation technology of ANSYS can be made in the product before whether it meet the requirements of charging modules electronic radiator, reduces the development cycle and improve the probability of success, this thesis is through adopt the method of finite element analysis simulation, thermal analysis was carried out on the charging module assessment in the process of design, the influence of the factors that affect the heat dissipation are analyzed to improve the electronic heat dissipation of the distributed charging module. Therefore, before the prototype test, it can be judged whether it meets the reliability requirements of the electronic heat dissipation of the charging module, which reduces the cost of development and has important practical application value.

Key words: charging module, thermal simulation, electronic heat dissipation of charging module.

目 录

摘 要 I

第1章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2国内外相关研究 1

1.3立题依据及实用价值 2

1.4课题研究目标 2

第2章 充电模块电子散热的理论基础及基本方法 4

2.1 充电模块电子散热的意义与基本要求 4

2.1.1温度对电子产品的影响 . 4

2.1.2充电模块温升的主要原因 4

2.1.3充电模块电子散热与传统热控制方法的区别 5

2.1.4充电模块电子散热的目的及基本要求 5

2.2 充电模块电子散热的基础知识 5

2.3 充电模块电子散热考虑因素 6

2.3.1使用环境条件 6

2.3.2电子元件的热特性及充电模块电子散热对策 6

2.4 充电模块电子散热的流程及基本方法 7

2.4.1充电模块充电模块电子散热注意事项 8

2.4.2电子冷却技术选择 8

2.4.3充电模块电子散热的基本方法 8

第3章 电子散热分析方法及相关软件技术 9

3.1 电子散热分析方法 9

3.2 仿真软件Ansys的介绍 9

第4章 充电模块散热仿真技术应用的研究 12

4.1 仿真技术的意义及基本思想 12

4.2充电模块模型 12

4.2.1模块基本数据 12

4.2.2建立模型 13

4.2.3求解计算 13

4.2.4处理数据 14

4.3本章小结 15

第5章 充电模块电子散热仿真优化设计 17

5.1 增加风量 17

5.2调整出风口通孔率 18

5.3调整器件布局 20

5.4调整散热器面积 23

5.5 本章小结 25

第6章 结论 26

致 谢 27

参考文献 29

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

充电模块已经被广泛应用在从电力设备，电机，通信，医疗等多个领域，随着近些年半导体制作水平的提升，充电模块的集成度越来越高， 功率密度也越来越大，而在相同输出功率的条件下，体积却越来越小，且充电模块使用的环境越来越苛刻，很多充电模块应用在高温高湿的环境中，这对于其散热技术的提升提出的更高的要求，通过查阅相关资料证实，当充电模块温度升高2度时候，可靠性下降一成，温升达到50摄氏度时候只有温升25摄氏度情况下可靠性的六分之一，而且百分之五十以上的充电模块产品失效均由充电模块电子散热不合理导致，这就要求在对产品设计时候，为了提高其运行可靠性，必须充分考虑其充电模块电子散热的要求，使得产品在满负荷，恶劣环境下依然具备良好的散热实现。

之前电力电子产品的散热方式，通常依靠人工经验以及产品通过实际测试不断改良的方法实现最终产品的实现，这样大大增加了设计的周期，增加成本，本文采用的方法是在样机出来之前，通过ANSYS软件对产品进行热分析，在此基础上对分析的结果进行设计优化，仿真软件的优势在于能够对不同的设计方案进行比较，从中选择出最佳的充电模块电子散热方案，降低产品设计周期以及对可靠性提升带来优势。

1.2 国内外相关研究

电子产品的热分析就是采用数学方法实现在产品设计之初对其温度的分布实现模拟实现，使得设计人员在产品正式样机制作前得到产品热缺陷，针对热缺陷的存在进行产品的改进，从而避免开发过程中的重复工作产生。使用热分析方法产生了很多应用类软件，如表1.1所示，这些技术从军事，航空航天以及工业应用方面得到了广泛的应用。