元器件的型材散热器需要通过温度预测来确定

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元器件温度的预测非常重要，关乎到应该选用什么样的型材散热器来装配，在很多方面都有举足轻重意义。元器件温度关系到可靠性，早期研究认为现场故障率与元器件温度相关。最近，基于物理学的可靠性预测将电子组件的故障率与工作周期（上电、关断、上电...）内的温度变化幅度和温度变化率关联起来，而这两个因素均受稳态工作温度的影响。故障常常归结于焊点疲劳。在某些应用中，例如计算，温度会对 CPU 速度产生不利影响；而在另一些情况下，元器件必须在极为相似的温度下运行，以免产生时序问题。高温会导致闩锁等运行问题。无论是要提高可靠性、改善性能，还是要避免运行中出现问题，精确的元器件温度预测都有助于热设计人员达成目标。最大限度地提高元器件温度预测的确定度。

借助可靠、精确的元器件温度预测，设计人员可以了解设计值与最大容许1温度的接近程度。本文讨论如何在整个设计流程中实现高保真度元器件温度预测，并提高最终仿真结果的可信度。

1、为关键元器件明确建模

为了准确预测关键元器件的温度，作为热仿真的一部分，应当为元器件明确建模，这可以说是不言而喻的。然而，并非所有元器件都需要建模，而且这样做常常是不切实际的。对热不是特别敏感的低功率密度的小元器件，可以视为热良性，无需以离散方式表示。这些元器件产生的热量可以作为背景热源应用于整个电路板，或者作为电路板上的封装热源。在设计后期，当从 EDA 系统导入已填充的电路板时，FloTHERM 和 FloTHERM PCB 提供的筛选选项会自动完成这些操作。

较大的元器件可能会阻碍气流，因而需要直接表示为三维对象。属于这种情况的一类元器件是电源等所使用的电解电容。它们对热敏感，最高容许温度也较低。

大型高功率元器件和高功率密度的元器件需要以离散方式建模，因为台车炉其热管理和对邻近元器件的影响对产品的整体热设计十分重要。

2、使用正确的功率估算值

如上所述，是否有必要表示一个元器件，部分程度上直接取决于其功率密度，即元器件功率除以封装面积。

随着设计的展开并且掌握更多信息后，有必要重新审视应当以离散方式为哪些元器件建模。在设计早期，可能只能使用元器件的最大额定功率来代替其可能功耗的估算值。个别元器件以及整个电路板的功率预算会随着设计的进行而改变，因此需要定期重新检查。

元器件的功率估算值可以通过多种方法获得，例如使用 Mentor Graphics Modelsim 创建基于 RTL 的功率估算。

3、使用正确的封装热模型

“简化 PCB 热设计的 10 项提示”中介绍了元器件热模型。元器件热模型的选择取决于多个因素。

在电路板布线之前或尚不知道电路板中层数的早期设计中，精确预测元器件温度是不可能的，因此不需要元器件的精密热模型。随着设计的深入，当 PCB 模型可以优化时，元器件热模型也应当优化。

选择最合适的元器件热模型是一个迭代过程，因为若元器件的预测温度很高，则说明不仅需要优化元器件的热模型，还可能需要考虑元器件专用热管理解决方案。

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