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作者简介科技自媒体优质创作者个人主页莱歌数字-CSDN博客公众号莱歌数字B站同名个人微信yanshanYH
985硕士从业16年从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域。
熟练运用Flotherm、FloEFD、XT、Icepak、Fluent等ANSYS、西门子系列CAE软件解决问题与验证方案设计十多年技术培训经验。
专题课程Flotherm电阻膜自冷散热设计90分钟实操Flotherm通信电源风冷仿真教程实操基于FloTHERM电池热仿真瞬态分析基于Flotherm的逆变器风冷热设计零基础到精通实操站在高处重新理解散热。
更多资讯请关注B站/公众号【莱歌数字】有视频教程~~本期给大家带来的是关于产品热设计工作流程与相关角色定位研究内容希望对大家有帮助。
前段时间有人问到关于电子产品热设计具体工作流程、相关角色定位甚至是将来发展方向等问题。
今天借这个机会跟大家分享一下我们之前工作流程、所涉及的相关岗位、角色定位等内容。
主要涉及以下四点内容电子产品热设计的价值热设计的工作内容热设计的基本流程热设计关联的相关角色定位
热设计价值热设计通俗理解就是电子产品、设备有发热的元器件需要通过一定的措施保证其在使用环境温度、湿度等要求范围条件下能正常工作延长使用寿命从而确保设备长期稳定运行通常有自冷、风冷、水冷或者混合冷却等方式。
有些产品的元器件发热量不大而且设备空间足够大行业内也没有特别的推陈出新的产品出现此时更多的中小企业不会有专门做热设计的团队更多的是靠以往的生产经验直接打样测试。
热设计工作内容热设计基本的工作内容有以下四点概念评估收集整理需求对需求进行分析结合之前同类型的项目经验对给出的资料比如大概热量、面积、体积、风扇、温升要求、工况等信息给出初步评估结果理论计算确定基本的散热方式后通过公式计算风扇风量、流量散热器大小等计算方式参考文章内容电子产品热测试的经验
总结基本原理、测试点选择、时间以及热阻风阻-流量曲线仿真分析依据初步的已知条件损耗清单、材料清单、结构模型、工况、风扇、元器件资料等用仿真软件进行分析flotherm、EFD、icepak、fluent等样机测试结合实际样机在真实环境条件输入功率、负载等情况下对关键元器件、设备内部、表面、热沉等部件的温度进行测量检验是否达标。
关于电子产品热测试的经验
总结~~~在项目的不同时期热设计的工作大致相同但侧重面会有差异在项目投标阶段做技术解决方案设计里面包含热设计的内容就需要做相关的理论计算、初步的概念模型、仿真模拟分析、数据分析报告等此时主要以仿真模拟数据为依据辅助方案可行性评估为主让业主相信为目的在产品研发阶段理论技术、仿真验证与优化设计最终样机打样测试确认方案可行性的目的为主当然此过程中或许已经考虑到一些材料特性、成本、加工制造等因素在产品性能确认阶段我们会经过系统测试给供应商提供一些可参考的样品golden sample作为供应商的量产产品性能依据在产品优化阶段通过优化散热器结构、热阻、系统风道、风阻、风机等优化方式进行整体散热效率提升。
初步仿真、仿真优化设计可以在打样测试前期对我们的优化方案方向进行快速验证节省时间与成本这也符合目前企业数字化转型升级的目标提质增效降本减存。
后期测试可以通过实际数据反馈验证仿真的准确性同时有利于建立企业内部的仿真数据库比如电容、电感、变压器等复杂模型供应商没法给出合适的材料属性。
更详细的内容大家可查阅以下内容关于热设计仿真分析的几点建议
热设计基本流程关于热设计基本流程之前的文章中有提到关于Flotherm XT白皮书中发布的关于热设计的流程如下图所示原文链接完成比完美更重要敏捷热管理方法可以看出对于一个新项目立项后电子工程师进行初步的粗略PCB设计给出相应的损耗情况大致元器件分布。
结构工程师构建基本的概念模型通过软件进行模拟初步散热表现然后在高温元器件上添加相应的散热措施比如散热器、风扇等再对散热器、风扇、风道等进行优化。
给出反馈数据进而帮助结构工程师、电子工程师等优化结构、电路、元器件布局以及选型。
最终实现功能达标、热管理符合要求的版本。
以风冷热设计为例其基本流程如下图所示当然不同公司有不同的研发体系因为体系差异导致岗位设定不一样并且由于项目需求、资金、人力成本管控等因素一人身兼多职的现象存在所以上述角色仅做参考。
对接的相关角色定位承接上述3所示其中可能还有layout工程师即PCB板工程师主要负责走线设计、发版打样测试等内容工艺工程师等参与整个热管理系统设计。
这里面其实涉及到很多工种配合比如结构设计、热设计、热仿真、电路设计、材料、工艺等。
各个角色都有其定位即该干的事情负责的板块解决项目实际问题让项目能顺利推进产品成功上市发布。
在与热设计相关的岗位中关联性比较大的几个角色说明如下layout工程师负责根据电子工程师设计的电路原理图设计PCB走线元器件布局最终发版打样出图等工作在做PCB详细热仿真分析时需要其提供相应的资料比如brd、idf等格式文件。
具体可参考文章某光电信号 PCB仿真分析结构工程师负责初步的概念模型、详细3D结构设计、材料清单模型输出3D2D图纸打样供应链协同等工作。
电子工程师负责电路原理设计元器件选型损耗计算电路仿真一部分测试等工作。
热设计工程师负责初始热设计方案、仿真分析有些组织会把仿真单独分出来设立热仿真工程师、优化设计思路、测试验收
总结报告汇报等工作对整个系统热管理方案实现负责。
工艺、材料等其他部分的配合主要是在后期生产加工、量产时的工艺制定、材料选型采购等方面做主导。
在多方努力配合的情况下通过重复计算、仿真与测试对比找出了比较合适的解决方案可能有好几套方案热设计优化流程但最终如果想成功从研发走向工程生产还需要做成本评估即设计出低成本方案。
低成本方案的挖掘方法、流程有很多比如马斯克的“白痴指数”选出指数比较高的即成本还可以优化的零部件按大小排序然后各个击破。
其中可能涉及材料选型、风扇噪声优化、尺寸修改等各方面需要平衡生产加工工艺难度、材料成本、产品性能、散热效率、使用寿命等因素达到综合最优。