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电路板热仿真热设计案例:PCB板温控优化

2025-11-28

电路板热仿真热设计案例:PCB板温控优化方案

合肥格朗检测·精准仿真助力电子设备散热效率提升

项目背景与需求

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核心诉求

  • 评估PCB电路板加散热器(含TEC)不加散热器两种工况的温度分布

  • 模拟TEC运行电流0A、1A、2A、3A及中间梯度下的升温过程数据

  • 基于实验数据校验仿真模型,确保结果可靠性,为散热优化提供依据

产品核心参数

  • 电路板含5颗芯片,电功耗0.1W-2.5W(含裸die与功率放大器)

  • TEC型号1MC06-048-08/Z2,搭配信越7921导热硅脂(导热系数6.0W/m·K)

  • 环境温度25℃,非密闭环境,无动力机械扰流

仿真技术方案

核心技术配置

仿真软件

FLOEFD 2406(NX2312)

模型校验方式

热电偶测温+红外成像仪

分析类型

稳态分析+非稳态分析

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关键技术亮点

  •          采用等温量热原理,结合0.0001℃高精度温度传感器,确保数据精准度

  •          考虑环境辐射、材料热物性随温度变化,模型贴合实际工况

  •          TEC运行工况采用智能组件建模,精准模拟制冷量与发热量变化

  •          基于实验数据校验模型,核心测温点误差控制在5%以内

核心仿真结果

最优温控区间

仿真结果显示:TEC电流在0.6-0.8A时温控效果最佳,TEC冷端温度最低可达47.7℃,芯片温度同步降至最低点,PCB整体温度介于50-65℃之间,完全满足电子器件稳定运行需求。


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图:不同电流工况下各测温点温度分布

关键工况对比

TEC电流TEC冷端温度(℃)芯片最高温度(℃)PCB平均温度(℃)制冷量(W)
0.6A49.768.353.32.7
0.8A47.766.452.12.9
1.0A48.167.053.23.1
3.0A130.4149.9141.84.7

注:电流超过0.8A后,TEC热端发热量显著增加(3A时达36.2W),散热能力不足导致温度骤升,降温效果消失

项目核心价值

精准数据支撑

模型校验误差≤5%,为散热方案优化提供可靠依据

优化运行参数

锁定最优TEC电流区间,降低设备能耗与运行温度

延长设备寿命

避免高温运行导致的器件损坏,提升产品稳定性

公司简介

合肥格朗检测科技有限公司专注于电子设备热仿真与热设计服务,依托专业仿真工具与丰富项目经验,为电路板、芯片、新能源器件等提供温度分布模拟、散热方案优化、工况验证等全流程技术支持,助力客户提升产品性能与可靠性。

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