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关于PCB板导热温升方面的疑问
关于PCB板导热温升方面的疑问
长宽高210*410*1.6mm的一块PCB板，上面均匀分布总功耗30W左右的器件，在自然散热情况下，将板子竖直放置，仿真结果PCB的自身温升从4-10℃不等，想问一下大家这是正常的么？实测的时候貌似板子温度很低啊，为何那么小功耗情况下板子的温度会升高那么多？
传热学上说自然对流散热要考虑辐射。! L$ W7 t* ?: a1 w$ d' P; V
4～10度的温升也不大啊，你板子的面积才A=0.21×0.41=0.0861m2，根据P=hADT，自然对流的h在1～10w/m2.k的数量级，考虑上辐射就算12w/m2.k吧，取你的最大温升DT=10度，算出来才10.332W，如果按照板子两面都散热那P=20.664W，差不多吧。: t9 E5 Z* @; ~. u2 W
呵呵！我瞎猜，不懂PCB板
: w. G/ O1 X
& & 实测的时候板子都没什么温升，结果仿真出来感觉热量都向板子扩散了，有点不明白
回复&&ap0809
2 D; R% N) x! S1 Q+ F7 ^
& & 实测的时候板子都没什么温升，结果仿真出来感觉热量都向板子扩散了，有点不明白
lancer 发表于
' c&&f0 W$ P& m6 k8 ?* ]5 g
& & 等高手给你回复吧！呵呵！
ap0809 4 i0 {0 f, \* R, Y
&&v% @. D8 {9 I: ]8 g
& & 这几天发的帖子都没有人理，哎
* L* H( K5 r6 A2 M4 q4 ]
& & 其实我的实测环境很粗糙很不正式，是硬件人员在给单板调程序的时候，直接就在办公桌电脑旁放着在室温下测试的，而我的仿真是根据正规的求解域设置的，我不知道这样的对比是否造成误差很大的原因
可能的几个原因：& ]- b, Q7 B4 P% E+ U
1、PCB是各向异性的，导热系数特别是平面导热系数会因为PCB自身含铜量的不同变化。也就是说，仿真时，PCB导热系数的设定本身就是带有误差的。
2、PCB由于导热系数低，平面上的导热很差。由于优先级的缘故，仿真软件统计的温度，是否包含了PCB上芯片的温度？这样也会导致统计出来的温度过高，热量都集中在热源附件
Life is like a dick! If it's hard, just fuck it.
& & 您说的第二点是什么意思我不是太明白，你是说统计的单板温度可能包含了芯片的温度信息么？但是我是在三维视图里随机选取的平面上的点查看的温度，应该不会有这种可能吧？
& && &我的PCB板按照各向异性参数设置，芯片是赋予15导热系数的材料的cuboid，看热量分布感觉热量都从板子上走了，然后反过来把芯片的温度抬高了
我觉得你的问题出在模型差别上，仿真中你是将热量均布了；实际中，热量是集中在几个器件上。我建议你多测几个点，尤其是芯片，CMOS以及变压器电感之类的器件周围和顶部的问题。你会发现有一些的温升要远高于10度的。
另外，计算温升使用的环境温度，你应该测班子正下方5cm位置的温度。; m6 V3 B, L6 Q- |
环境一定不能有风。
lzzmn 1 r6 g$ v* V4 F3 i
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& & 我只是设置了PCB的各向异性导热系数，并没有赋予任何功耗值，功耗全部是附在各个器件上面的。我觉得这应该算是真实情况吧？
个人意见哈：
1）首先好考虑辐射换热，否则会导致你的模型整体温度偏高；
2）在建立物理模型时，其封装器件和PCB板之间会有接触热阻，可能是焊锡或者空气之类的介质，你应该没有设置，这样也会导致热源的热量更多的通过PCB散失，提高了PCB板的整体温度；9 g0 m: j& a+ Q7 o* Q. C$ m4 Y&&B
3）你在设置PCB板时，可能设置的含铜量较低；8 e8 c) W&&{3 u0 o3 N
但主要可能是因为1）和2）
wujianfu 3 `&&h5 p$ q- C8 n
$ j1 a" W% O# j: l
我考虑了自然散热，模型温度有所降低
如果考虑接触热阻，这个阻值该怎么设置呢？会不会器件的温度会更高啊？
, u8 f0 F+ J5 J" J3 w
& && &你可以在建立芯片的cuboid的底部加一个接触热阻啊，surface-新建-设定Rsurf-solid 值，大约为1×10-5
& &你用cuboid来建立芯片模型，读到的温度参数也只能表示一个趋势，在layout和改变散热方式时会看到温度的变化趋势，当然这也已经反映了真实芯片温度变化的趋势，只是对应的温度值不全相同。; u5 e4 F# p: V' W
& & 芯片运行时最主要的温度参数为junciton温度，也就是Tj，但我们在测试时一般只能检测到Tc温度，如果你有芯片的封装模型，带有封装热阻值，你就可以把芯片的双热阻模型用PCB上的compoent模型来建立。
6 E! v" F, R5 |1 g
& & 请问您说的这个接触热阻值是怎么获得的？是通用的么？有没有规定使用的环境？
& & 如果有双热阻θjb和θjc，那么还需要设置封装材料么？6 Y& _& `+ l. \( n9 {
& & 您的意思是说cuboid建立的模型只能反映大概的趋势，获得的具体温度值意义并不重要么？如果没有热阻信息您一般都是怎么建立芯片模型呢？
接触热阻是大体通过焊接层的材料和厚度计算出来的，就好象CPU散热器和CPU之间用导热膏时产生的接触热阻一样，我们总不会去真的建一个薄层吧，一般是计算等效一个热阻值，至于使用环境到没有什么具体要求。# o4 f" N- ?% B5 G. `6 u: e
建立双热阻模型时系统会提示你选择封装材料的，但我觉的意义不是很大吧。* @* m9 z" A# R- P3 m
如果没有芯片的热阻模型，我会根据封装结构大体建立一个物理模型，例如设置一个die，选用合适的封装材料等；温度计算值不是绝对准但价值还是不容置疑的，它对于优化系统还是具有指导意义的
[通过 QQ、MSN 分享给朋友]＞ 电感功耗及温升计算电感功耗及温升计算已有 433969个资源相关资源下载专区上传者其他资源其它热门资源本周本月全部文档信息资源大小：85.61KB上 传 者： （） 上传日期：资源类型：应用文档资源积分：1分评
论：下载次数：6参与讨论：标&&&&签：分&&&&享：下载资源需要，并消耗一定的积分文档简介&&&&&& &&&&&& 电感功耗及温升计算计算电感功耗需明确磁芯的具体型号和线材的电流密度&开关电源变压器&磁芯多是低磁场下使用的软磁材料,它有较高磁导率,低&的矫顽力,高的电阻率。磁导率高,在一定线圈匝数时,通过不大的激磁电流&就能有较高的磁感应强度,线圈就能承受较高的外加电压,因此在输出一定&功率要求下,可以减少磁芯体积。&磁芯矫顽力低&,磁滞回环面积小,则铁耗小;高的电阻率,则涡流小,铁耗小。确定电感的磁环或磁芯的具体型号&,&可以确定以下参数γ&:=&25&Ae&:=&1cm2lm&:=&1cmS&:=&1cm2其中&Ae为磁环或磁芯的截面积　γ为磁环或磁芯的相对磁导率　lm为磁环或磁芯的磁路有效长度&S为磁芯或磁环的表面积一般磁环或磁芯中会给出AL值&,&若没有&,&可以通过下面公式计算&0&:=&4&π&&10&AL&:=7H&m1&0&&γ&&Ae&lm其中AL为在一定的磁导率下&,&每1000匝线圈平方所对应的电感量&,&单位为nH&:=&10&Idc&:=&10A&ρ1&:=6m&:=&10&L&:=&1&&H3π&:=&3.142&f&:=&300kHz&γ&:=Iac&:=&2A&ρ2&:=Rdcr&:=&2m其中Idc为通过电感的有效电流&,&Iac为通过电感的纹波电流&Ｌ为电感的电感量&,&Rdcr为电感的直流电阻即线圈的电阻f为电感的实际工作频率&γ为导线的电导率（S/m）&ρ为磁芯的电阻率对于电感来说&,&已知电感值&,&可以根据以下公式计算电感线圈的匝数N&:=L&AL铁损计算：气隙的公式：lg&:=&0&&N&&Ae&L2直流磁通密度：Bdc&:=0.4π&N&Idc&2&&lg&+&lm&&γ&交流磁通密度：Bac&:=0.4&π&……&&&&&& &&&&&&相关帖子FAQ&&&&Q.为什么我点的下载下不了,但积分却被扣了A.由于下载人数众多,下载服务器做了并发的限制。若发现下载不了,请稍后再试,多次下载是不会重复扣分的。Q.我已经登录过账号，为什么还一直提示要求登录A.出现这种情况是浏览器缓存问题，建议清理浏览器缓存后重启浏览器重新登录下载资源意味着您已经同意遵守以下协议1. 资源的所有权益归上传用户所有2. 未经权益所有人同意，不得将资源中的内容挪作商业或盈利用途3. EEWORLD下载频道仅提供交流平台，并不能对任何下载资源负责4. 下载资源中如有侵权或不适当内容，请5. 本站不保证本站提供的资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。大学堂最新课程若举报审核通过，可奖励2下载分举报人：被举报人：huhuhah0009举报的资源分：1* 类型：请选择类型资源无法下载资源分类不正确资源无法使用标题与实际内容不符含有危害国家安全内容含有反动色情等内容含广告内容版权问题，侵犯个人或公司的版权其他* 详细原因：回到顶部EEWORLD下载中心所有资源均来自网友分享，如有侵权，请发送举报邮件到客服邮箱service(.cn 或通过站内短信息或QQ：联系管理员okhxyyo，我们会尽快处理。EMC标准更改，工程师如何应对？
> EMC标准更改，工程师如何应对？
EMC标准更改，工程师如何应对？
今天非常荣幸能够有机会和大家一起交流。今天主要是讲太阳诱电做的这些电容、电感产品，和经验给大家做一个分享。我要讲的是应用于EMC的容感器件选择方面的一些想法。可能大家对太阳诱电还不是很熟悉，我简单介绍一下，其次才是主要的电容、电感以及磁珠，包括共模电感这一块跟大家介绍。本文引用地址：首先我们太阳诱电主要是以电容器、电感、压敏电阻、EMI滤波器、天线、模块。太阳诱电成立于1950年，全球大概有一万七千多名员工，销售额大概在120到130亿人民币一年。这是我们销售的推移图，去年金融危机有点下降。我们在中国国内销售以及技术支持的团队主要是集中在香港、深圳、上海、苏州、北京这些区域，我们在四川这边，主要通过和我们的代理商一起来进行销售以及技术支持这些服务。给大家介绍一下陶瓷电容器在EMI、IMC滤波基础的知识。首先我们要知道陶瓷电容发展的最新状况以及与其他电容的关系。陶瓷电容由于近几年来陶瓷的厚度越来越薄，一层陶瓷介质的厚度大概是0.5个uM，陶瓷电容最大的容量是100，叠的层数越来越多。从发展趋势来看，我们认为陶瓷电容将会朝着ESR、ESL发展；基板弯了，但是电容还是不能裂开，比如军工里面很恶劣的条件，陶瓷电容会以这个趋势方向发展。陶瓷电容这个东西很简单，大家知道它的特性主要是哪一些来构成，我们设计的时候、选择的时候要考虑它的哪些特性，我们知道容量，容量只是它的一个部分，还有ESR值，还有容量值和频率的关系，还有ESL值，还有温升曲线，你的温度升高的话，你的容值变化怎么样，还有直流电压特性，给一定的直流电压，容值是不断下降的。我们设计的时候也必须考虑到这一些参数、这一些特性。我们来做一个简单的对比，陶瓷电容由于是内部采用并联结构，ESR值也比较低，钽电容是这样，铝电解是这样。这样的话，我们就可以用一个测试，电源从这边过来，这边用一个滤波的电容。当然这说明什么问题？这是陶瓷的ESR值比较低，滤波效果比较好。当然大家说，是不是说有的铝电解都可以换成陶瓷呢，不能这么说，电源的部分需要很大的容量，你也没有办法换，如果用在滤波来换，就可以用小容量的陶瓷换大容量的铝电解。一般的情况下，铝电解我们建议换陶瓷是十分之一，钽电容我们建议是五分之一的容量来换。还有一个世纪案例，大家都知道英特尔公司CPU的速度是越来越快，而且制作的工艺也是越来越精细化，我昨天听到安富利的辜其秋告诉我，英特尔正在开发33纳米的技术，大家看到英特尔公司从96年晶圆是越来越小，我不是在给英特尔卖广告，我是说明，由于IC做得越来越小，精细化越来越高，电压也就是越来越低，原来驱动电压一般是5V，现在看到一般是1V和1.2V，IC稳定的电压，我们是要求在10%以内，如果你是5V的情况下，过去电压可以允许大概是500毫V，现在是用了1V，允许稳波电压就是0.9V，最低的电压。要不然电压变化太大的话，IC工作就变得不稳定，我们用来稳压的陶瓷电容器，我们很容易选个0.1谬的。为什么呢？高速运转过程中，瞬间会有一个压降，这个地方压降最主要是业余陶瓷电容的容值和ESR值这个因素来决定的。第一个部分介绍了电容的应用，下一个部分主要是电感方面。电感方面，我们太阳诱电制作工艺相对于来讲，比其他厂商要丰富一点，我们除了由下往上绕的电感，除此之外还有叠层电感，还有手机电源，还有射频的、高频的电感。这是详细的，不同的尺寸、不同的厚度，有的是0.8的厚度，因为大家知道消费类电子产品要求小型化、超薄、低成本，都是满足这个趋势，所以我们不断开发这些产品。特别是选择一些功率电感，比如脉冲电流比较大，滤波起来可能有些困难，大家选择功率电感的时候可能有些困惑，功率电感选择的时候我们考虑的参数和指标是什么，首先你要考虑感量是多大，第二是考虑到内阻，第三要考虑到饱和电流，第四是温升电流。因为我们大家都知道电感在DCDC方面起的作用两个，一个是作为滤波来用，第二是作为储能来用，一般来讲，饱和电流一般指的是什么呢？VC加DC的电流我们称之为饱和电流，平均的电流我们就把它定义为温升电流，我们业界一般的情况是采用感量下降30%的时候，这个时候电流值为多少，这个就叫饱和电流，温升电流是电流不断增大，电感表面温度上升40度，这个来定义温升电流值，因为电感慢慢温度高之后可能会会被坏，所以限定一个值，在这个电流以下，电感不会被烧坏。实际使用的电流值不会超过电感的饱和电流，这样稳波电流会不断的增大。如果你超过了温升电流，很简单，这个电感就会被烧坏。我们有不同的电感放在一起的话，我们来实测一下，比如说这个是我们不同的电感、不同尺寸的效率，大家也可以看到我们在低负载电流的时候，这是不同的尺寸，大家看到电流没有多大变化，由于电流值感量下降的幅度比较大，之间的差异有出来了，感量比较大，温波电流就比较大，这就是噪声。所以在感量变化幅度比较小，这个地方的噪声就比较小，总之一点，大家选择的时候，一定要考虑到感量下降到什么样的程度。我们在选择功率电感，就是一点，实际电阻里面的最大值就选择峰值电流，如果你的平均值电流比较小的情况下，就选择温升电流值，考虑到这两个因素大家来选，我曾经去一家公司，他跟我讲到峰值电流会到两万，大家知道TDSCDMA会有一个很高的电流，会有一个很低的电流，如果以高电流来选择的话，电感尺寸非常大，考虑到峰值电流大、平均电流值小的特点，我们就可以电容小的电感。当然电感的话，这是我们跟其他公司的对比，我们的效率要比这家公司的要高一点点，尺寸大小是一样的，DCR值我们要小一点点。实际上我们考虑选择电感的时候，除了直流电阻以外，还有铜线绕的圈数和粗细以外，还有交流的电流，交流对它影响比较大，如果开关品是750倍赫兹的话，大概是在这个水平上，蓝色是太阳诱电的，红色是竞争对手的，我们大概是1.5欧姆，他们交流的电阻大概是3欧姆，这样他们的损耗会更大一点点。要使交流电阻比较低，有一个就是值损耗要小，绕了铜线之后，通过这个缝隙与外部金属形成涡流的损耗比较小才行，过这些迟缓的缝隙，在金属的地方形成涡流，但是电感只有一个磁芯，这个地方采用磁份和树脂来把它屏蔽。另外的话，这个成本也可以降低。还有一点，我们在不同负载的情况下，在选择这个电感要注意什么呢？比如说当你的负载比较低的情况下，一般的情况是你交流的成分会比较多。交流的成分比较多，就选择交流电阻比较小了电感，它的效率就会高，那么负载比较大的情况下，你的DC直流部分占得比较大的话，你要选择直流电阻比较低的，这样效率高一点。下面交流一下磁珠的选择方法。大家都知道刚才村田的同事也讲了，EMI噪声无处不在，我们简单讲把它形容成几点，传导噪声、辐射噪声、射频、干扰噪声，对于不同的噪声，我们最主要有爹层磁珠、绕线磁珠，等一下给大家介绍在1G以上2G甚至更高的时候，都有很强的耐磨能力，接下来是穿芯的磁珠。如果说你在低频普通信号线上滤波的话，我们可以推荐使用叠层的磁珠，如果您是在高频的，用绕线的磁珠，大家看到它的截止频率会比较高。下面一个部分主要是电感和磁珠有什么区别，实际上区别在于什么呢，电感在比较低频的部分效果比较好，磁珠主要是在高频，我故意选了一个感量比较接近的，一般电感在几十欧姆的话，是这样一个曲线，所以电感主要是传导噪音，磁珠主要是辐射噪音。选择磁珠的时候，我们认为要把这条线使得比较稳定，然后从发生噪声的地方着手放一些元件，然后再从辐射噪声源的地方放一些EMI器件，选择电感的话，为了避免共振，所以需要从比较平滑的曲线慢慢朝比较陡曲线的磁珠来选择。这是磁珠，主要是三个，阻抗值、交流和电阻，还有感抗这三个部分组成。实际案例的话如果10M信号过来的话，发生信号是在200多亩的地方信号比较大，我们的磁珠就选200多M阻值的地方，靠近噪声频率的磁珠，如果没有使用磁珠的情况下，谁这样一个电压波形，我们发现用了以后，这个蓝色的部分，下降了很多，而且电压波形也比较稳定，所以首先搞清楚噪声频率是在什么地方，那么选择阻值稍微大一点的，但是不能选择太陡，太陡会产生共振。还有另外会知道，它的曲线会不一样，R值和X值，就是交流电阻和感抗，当交流电阻大于感抗的时候，这与信号有关系，它的效果要更好一点点。蓝色就是交流电阻更大一点。由于时间关系，我说得稍微快一点，等一下可以私下找我，我们可以详细交流。电感占低频的滤波效果好一点，绿色的是磁珠，高频的话，磁珠会好一点。在我们公司里面有模拟的软件，大家可以免费下载，输入一定条件之后，可以看到电压的波形、还有噪声，还有这些电容电感选形的器件。最后一个部分就是共模电感，刚才也讲到了USB、HDMI这些地方用到共模电感，我们沈先生讲得很详细了，我就不详细的说了，但是有一点需要大家注意，现在有其他信号干扰，比如说GSM的900M、TD2.1G，对USB干扰比较大，它的共模阻抗要注意，你要用在这些频率的话，要用这些阻值比较大一点的，它的共模效果比较好一点，这和其他公司的薄膜相比，我们是采用绕线工艺做的，所以高频阻抗会更好一点。实际上和薄膜来对比的话，大家也看到1G以上频率的话，滤波效果明显要好一点。这个我们也有对应USB3.0，截止频率是实际的。基本上是这样一个情况。谢谢大家。主持人：我们现在进入问答阶段。有问题吗？提问：你好，我遇到过我们工程师设计的DCDC电路，它的电感在工作的时候会叫，有噪音，但是电路工作正常，也不发热，这种情况会不会影响可靠性，电感的选择是不是有什么问题？范新雨：为什么发生噪音呢？是电磁干扰，说明你的电感漏磁出来的与其他线路结合起来形成了噪声，刚好是在这个频率，这种情况下我有一个建议，你可以选择不同形式的电感，比如你的电感是由下往上绕的，没有磁屏蔽的结构。可以选择横向的，这样的话就可以解决这个问题。主持人：我们还可以问一个问题。提问：我想问一下，刚才你说选电感要根据噪声频率来选，噪声频率怎么确认，在我电路设计初始阶段。范新雨：这需要一个设备，静电场分析仪，通过找到噪声频率，对症下药，选择什么样的磁珠。提问：还有一个问题，网站上的软件是可以免费下的？范新雨：免费下载的，WWW.。其实我们都是采用仿真软件，这个就是仿真软件在这里输入容量、赖压、厚度，这里很多的规格让你选择，还有在这里有电感的，还有磁珠的，这是器件选型的软件，还有刚才所讲到另外的，这个也是仿真软件，你输入一定的条件，选择器件的特性，比如驱动电压、反映时间，可以看到电压波形，比如在射频的时候，你要调它的射频，比如手机里面经常可以看到把天线放在手机的下面，会有一些串扰，GSM900会有串扰，你就可以选择比较大的。
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为什么电感会发热及电感器发热(温升)估算
添加：不详
电感内都会有内阻，另外还有磁损,电流流过是就转为热量,电流较大时，就感觉会发热了电感器发热(温升)估算温升度数是损耗功率的函数；损耗功率=Pcu铜损+Pcore磁损；&Pcu铜损除了和直流电流即直流电组有关以外，和电流变化的绝对值也有关。同样，Pcore磁损除了和直流电流及开关频率有关外，电流变化的绝对值也会影响Pcore
作者：未知 点击：423次
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