Ansys Icepak进行恒温控制的计算过程

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背景介绍

电子产品多都具备有保护装置，即当设定的温度超载时，有些系统会自动关闭(关机)，有的系统会自动调整芯片(或热源)的载荷，以降低芯片(或热源)热耗；有的系统会根据温度监控来自动调整风机转速，俗称FanTable，使得特定器件温度维持一个恒定温度以下。

Ansys Icepak可对热模型进行恒温控制的运算，利用指定温度监控点来实时调整热源热耗；也可据此来调整风机转速，市面上风机产品皆大量使用此功能进行产品开发。

本例将详细说明Ansys Icepak进行恒温控制的计算过程。

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示例模型

本例包含了两颗轴流扇，可根据温度调整风扇转速，并根据温度控制芯片等热耗。

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风机P-Q曲线

轴流扇或离心扇的特性曲线可由，(1)Icepak数据库中导入；(2)手动输入P-Q数据点；(3)外部点数据

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瞬态设置

总时间计算至60s。可依据您实际欲计算的时间点进行设置。

时间步长为1s，每1个时间步长储存其结果。

每个时间步长，最大跌代计算次数为120。

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计算

数值残差与温度监控如下。

温度监控取在中心出风口位置。

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Ansys Icepak 恒温监控设置办法

Ansys Icepak进行恒温监控计算时，可使用单个温度控制点对一个或多个热源器件进行控制。通过Icepak自身的宏功能，从Macros→Modeling→ Source/Fan Thermostat 调用此宏。

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单个温度监控点控制多个热源

如下设置。当监控点U8的温度低于24C时，器件U8、U10及U12启动工作，热耗为其本身的原始值；当监控点U8的温度高于25C时，器件U8、U10及U12停止工作，热耗为零。

监控过程如下。当时间落在约30s时，监控点U8的温度超过了25C，此时器件U8、U10及U12均停止工作，热耗为零；且该时间节点下的风机仍持续运作，使得器件U8、U10及U12温度迅速降低。

当时间落在约34s时，监控点U8的温度低于了24C，此时器件U8、U10及U12启动工作；于此循环。

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总结

Ansys Icepak通过自身宏(Macro)的功能可以实现温控效果，市售电子产品如笔记本等，都会在电路板的程序上加入温控的代码，一方面可实现较严苛器件温度过载后的调控，另一方面可调适风扇的转速，当热能上升(通常是计算机运行了许多软件而增加了CPU的负载)，可以调控风扇转速增加，及我们俗称的FanTable，好的FanTable可极有效的控制风扇运行及系统温度调适。

通过本例说明，功率器件调适及风机运转速度调适，皆可依据温度变化进行控制。

编辑：黄飞