智能监控器的散热仿真

2012-07-13王春未张义芳

铁路通信信号工程技术 2012年2期

关键词：智能

王春未张义芳王云周路

（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

1 概述

随着铁路的高速发展，铁路对电源屏提出了越来越高的要求。高度集成的IC电路系统放置于电源模块中，使得新型电源屏具有高可靠性、高效率、高安全性、网络监控等优点。但是高度集成的电路系统、模块的小型化以及狭小的机箱空间等，造成IC非常高的热流密度。目前，IC的表面热流密度高达10×4～10×5 W/m2量级，并且有继续增加的趋势。热量的不断累积，势必使电路内部温度过高，容易导致电路失效；另外，高温也会大大缩短IC的寿命，因此电源模块的过热问题越来越突出。开发人员必须采用合理的冷却方式，优化电源模块内部结构布局，以保证IC模块处于合理的工作温度，大大提高电源屏系统的热可靠性。

新型智能电源屏结构复杂，使用传统的热设计方法已经不能有效准确地预测电源模块的温度。而基于计算流体动力学和数值传热学的热仿真技术能够满足目前的热设计，特别随着商用热仿真软件的完善，采用热仿真软件对电子产品进行温度预测得到了越来越广泛的应用。借助热仿真手段，可大大缩短研发周期,降低试验成本，提高产品的一次性成功率。

本文以智能电源屏系统中的智能监控器模块为例，采用Ansys Icepak对智能监控器模块的不同散热结构进行仿真分析，优化智能监控器模块的结构，对智能监控器模块的研发设计具有很好的指导意义。