Ansys Icepak進(jìn)行恒溫控制的計(jì)算過程

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背景介紹

電子產(chǎn)品多都具備有保護(hù)裝置，即當(dāng)設(shè)定的溫度超載時(shí)，有些系統(tǒng)會自動(dòng)關(guān)閉(關(guān)機(jī))，有的系統(tǒng)會自動(dòng)調(diào)整芯片(或熱源)的載荷，以降低芯片(或熱源)熱耗；有的系統(tǒng)會根據(jù)溫度監(jiān)控來自動(dòng)調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，俗稱FanTable，使得特定器件溫度維持一個(gè)恒定溫度以下。

Ansys Icepak可對熱模型進(jìn)行恒溫控制的運(yùn)算，利用指定溫度監(jiān)控點(diǎn)來實(shí)時(shí)調(diào)整熱源熱耗；也可據(jù)此來調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，市面上風(fēng)機(jī)產(chǎn)品皆大量使用此功能進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。

本例將詳細(xì)說明Ansys Icepak進(jìn)行恒溫控制的計(jì)算過程。

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示例模型

本例包含了兩顆軸流扇，可根據(jù)溫度調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并根據(jù)溫度控制芯片等熱耗。

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風(fēng)機(jī)P-Q曲線

軸流扇或離心扇的特性曲線可由，(1)Icepak數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入；(2)手動(dòng)輸入P-Q數(shù)據(jù)點(diǎn)；(3)外部點(diǎn)數(shù)據(jù)

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瞬態(tài)設(shè)置

總時(shí)間計(jì)算至60s?？梢罁?jù)您實(shí)際欲計(jì)算的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。

時(shí)間步長為1s，每1個(gè)時(shí)間步長儲存其結(jié)果。

每個(gè)時(shí)間步長，最大跌代計(jì)算次數(shù)為120。

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計(jì)算

數(shù)值殘差與溫度監(jiān)控如下。

溫度監(jiān)控取在中心出風(fēng)口位置。

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Ansys Icepak 恒溫監(jiān)控設(shè)置辦法

Ansys Icepak進(jìn)行恒溫監(jiān)控計(jì)算時(shí)，可使用單個(gè)溫度控制點(diǎn)對一個(gè)或多個(gè)熱源器件進(jìn)行控制。通過Icepak自身的宏功能，從Macros→Modeling→ Source/Fan Thermostat 調(diào)用此宏。

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單個(gè)溫度監(jiān)控點(diǎn)控制多個(gè)熱源

如下設(shè)置。當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)U8的溫度低于24C時(shí)，器件U8、U10及U12啟動(dòng)工作，熱耗為其本身的原始值；當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)U8的溫度高于25C時(shí)，器件U8、U10及U12停止工作，熱耗為零。

監(jiān)控過程如下。當(dāng)時(shí)間落在約30s時(shí)，監(jiān)控點(diǎn)U8的溫度超過了25C，此時(shí)器件U8、U10及U12均停止工作，熱耗為零；且該時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的風(fēng)機(jī)仍持續(xù)運(yùn)作，使得器件U8、U10及U12溫度迅速降低。

當(dāng)時(shí)間落在約34s時(shí)，監(jiān)控點(diǎn)U8的溫度低于了24C，此時(shí)器件U8、U10及U12啟動(dòng)工作；于此循環(huán)。

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總結(jié)

Ansys Icepak通過自身宏(Macro)的功能可以實(shí)現(xiàn)溫控效果，市售電子產(chǎn)品如筆記本等，都會在電路板的程序上加入溫控的代碼，一方面可實(shí)現(xiàn)較嚴(yán)苛器件溫度過載后的調(diào)控，另一方面可調(diào)適風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，當(dāng)熱能上升(通常是計(jì)算機(jī)運(yùn)行了許多軟件而增加了CPU的負(fù)載)，可以調(diào)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速增加，及我們俗稱的FanTable，好的FanTable可極有效的控制風(fēng)扇運(yùn)行及系統(tǒng)溫度調(diào)適。

通過本例說明，功率器件調(diào)適及風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)適，皆可依據(jù)溫度變化進(jìn)行控制。

編輯：黃飛

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