[發明專利]一種基于批量自動化熱仿真的產品降額曲線設計方法

有效

• 申請號: 202110687975.6
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113361123B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 葉雪榮;王浩南;王梓丞;賴耀康;曹玉峰;胡義凡;翟國富
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京市科通電子繼電器總廠有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 王新雨

一種基于批量自動化熱仿真的產品降額曲線設計方法，所述方法首先通過SolidWorks建立產品模型并導入Ansys SpaceClaim中，簡化后導入Icepak。進行通用參數的設置后，在指標規定的環境溫度范圍里，通過.model文件、.cas文件分別修改組件功率及環境溫度，并運行.bat文件進行熱仿真，讀取.out文件中的各器件監控點穩態溫度值。若有器件溫度過高，則降額重新進行仿真。直至所有器件符合條件，將對應溫度下的負載電流值寫入表格文件。在計算全部環境溫度節點后，便可以調用表格文件繪制降額曲線。本發明提供一種更加貼近產品實際情況的降額曲線設計曲線，比傳統降額曲線設計方法具有更高的準確性，對更好的發揮產品性能，保持產品的可靠性有著重要意義。

技術領域

本發明屬于可靠性工程領域，具體涉及一種基于批量自動化熱仿真的產品降額曲線設計方法。

背景技術

隨著寬禁帶半導體材料的發展，電力電子器件的極限溫度逐漸提高。一個結構復雜、功能豐富的產品中，各器件對應的極限溫度不一。而且在工作過程中，各器件的溫度受其他器件及自身的發熱影響，也會有較大的差別。為保證產品工作的可靠性，廠家需要給出對應環境溫度范圍的降額曲線。傳統的降額曲線主要是根據手冊及經驗計算繪制的，留有較多的裕量。但隨著產品小型化、集成化的發展，用戶逐漸開始重視產品的性能釋放是否完全。也就是說，需要在保證極限負載運行的情況下，也要保證產品工作的可靠性。所以提供一種更加貼近產品實際情況的降額曲線，對更好的發揮產品性能，保持產品的可靠性有著重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前的降額曲線設計方法導致產品性能釋放不完全的問題，提供一種基于批量自動化熱仿真的產品降額曲線設計方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種基于批量自動化熱仿真的產品降額曲線設計方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一、建立產品模型：

通過SolidWorks建立產品模型并導入Ansys SpaceClaim中，簡化后導入Icepak，通過圖形化界面設置通用參數；

步驟二、進入軟件后臺文件，進行當前仿真環境溫度下熱仿真的初始化：

(1)修改.model文件，將各熱源設置為額定功率；

(2)修改.cas文件，將環境溫度設置為temp，初始值為指標最高值；

步驟三、批量自動化熱仿真：

(1)運行.bat文件，進行熱仿真計算，讀取生成的.out文件中各器件溫度監測點穩態溫度值；

(2)判斷是否有器件溫度監測點穩態溫度值超過極限工作值，若有，則修改.model文件，將負載回路相關的模塊功率值降低5％，然后重復(1)，直至全部器件溫度監測點穩態溫度值都不超過極限工作值，則計算此時負載電流值，與當前仿真環境溫度temp寫入指定表格文件；

(3)將當前仿真環境溫度temp降低3～10℃，判斷temp是否小于指標規定最低值。若否，則重復步驟二、三，直至temp小于指標規定最低值，根據已經得到的表格文件繪制降額曲線。

本發明相對于現有技術的有益效果為：

1、本發明提出的產品降額曲線設計方法，對于結構復雜、器件多樣的小型化大功率產品，具有比傳統降額曲線設計方法更高的準確性，更加貼近產品實際情況的降額曲線設計曲線，對更好的發揮產品性能，保持產品的可靠性有著重要意義。

2、本發明主要利用計算機進行產品的批量自動化熱仿真計算，相較于傳統降額曲線設計依靠產品測試的方法，極大的減少了人力物力成本，大大提高了研發效率。