热传导热阻模型理论计算值与仿真结果比较

在电子产品热设计工作实践中,经常会使用一些简单的热阻模型图来计算电子元件的温升。而在手动计算中,为了计算的简便,通常仅考虑一维热传导热阻,而忽视了热扩散的作用。那么,这样的计算结果准确度如何呢?本文将以一实例对两者进行比较。

物理模型

本例中,物理模型比较简单,如下图所示,材料的热传导率则为一变量。

Flotherm XT热传导物理模型

一维热传导热阻模型

一维热传导热阻模型如下图所示:

等效热阻图

仿真结果比较

  • 热传导率为50%时的上热仿真结果:
Flotherm XT仿真结果

 

  • 不同热传导率时的仿真结果与理论计算值的比较如下表所示:
仿真结果与理论计算比较
  • 两者间的差值百分比趋势如下图所示,下图中横坐标为热传导率
差值百分比

结论

从这个简单的例子中我们可以看出,当热传导率越小时,热传导中的热扩散效应造成的计算误差就越大,因此,在使用热阻模型进行热传导理论计算时,一定要考虑材料的热传导率对计算结果的影响,特别是当热传导率比较低时,且要求精度较高时,不要盲目的使用一维热传导模型进行计算。