冷却仿真模型:扩充用于MOSFET三维热流体分析的简化CFD模型的数量

热分析的重要性

近年来,随着电子设备的小型化、高密度贴装、高环境温度等严苛的使用条件,在选择、使用电子元器件的配置、电路板的设计等方面产生了各种各样的发热问题。 因此,使用具有三种热传递形式(热传导、热对流和热辐射)的冷却模型进行热设计的重要性与日俱增。

冷却仿真需要热模型,例如外壳、电路板和安装的组件。东芝电子元件及存储装置株式会社(简称“东芝”) 创建了并发布了针对MOSFET进行冷却仿真的简化CFD模型。该CFD简化模型可与热流体分析工具联和使用,以可视化的形式呈现三维特性(温度分布和流速)。

简化CFD模型

  • CFD是计算流体动力学的缩写。在本页中,CFD表示三维热流体分析。
  • 该模型是CFD的三维模型,它简化了影响到块状结构的热流路径的实际的元件外形。 (请参阅图 1 的左侧。)
  • 器件的材料跟随其模型一并给出,还可以根据常规值来调整。(请参阅图1的右侧。)
  • 模型文件格式为ISO标准STEP格式,因此与许多3D CAD工具兼容,可用于各种热流体分析工具。
图1:简化CFD模型的元器件结构
图1:简化CFD模型的元器件结构

关于简化CFD模型的用法,请参阅应用说明。

使用简化CFD模型的分析示例

图2:表面温度分布(整体、模型表面和内部)
图2:表面温度分布(整体、模型表面和内部)

图2显示了由于MOSFET的损耗而产生热量的模拟结果。 它显示随着 MOSFET 温度升高,热量会扩散到电路板和散热器。

图3:电路板周围的流体显示(腔体内的流速和热流路径)
图3:电路板周围的流体显示(腔体内的流速和热流路径)

图3显示了分析过程中腔体内的气流速度和热流动情况。并可查看电路板周围流体(空气)的流速和流动路径。

关于具有简化CFD模型的MOSFET的列表,请参阅以下网页。

使用分立半导体器件进行设计时的热管理

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有多种有效的方法可以管理当今设计中分立半导体的高温。

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