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CAE技術(shù)在手機(jī)散熱中的應(yīng)用

隨著夏天的到來(lái)，許多地區(qū)的室外溫度已經(jīng)高達(dá)35、6度了，很多時(shí)候我們站在室外甚至?xí)凶茻?，但是你要清楚，滿身都是零件的手機(jī)其實(shí)也過(guò)的很不爽，高溫對(duì)于手機(jī)的使用影響非常大，隨著夏季溫度持續(xù)攀升,很多手機(jī)用戶都會(huì)遇到手機(jī)發(fā)燙嚴(yán)重的問(wèn)題。

手機(jī)發(fā)熱的原因是由于手機(jī)內(nèi)置的處理器，這是一個(gè)高度集成的SOC芯片，其中集成了CPU中央處理器芯片和GPU圖像處理器芯片，還有藍(lán)牙、GPS、射頻等一系列芯片模塊，這些芯片在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)散發(fā)大量的熱量。

當(dāng)然，除了處理器之外，手機(jī)的屏幕越來(lái)越大，很多大內(nèi)存的應(yīng)用程序越來(lái)越多，耗電量也是增加了不少，手機(jī)缺少散熱設(shè)置和優(yōu)化不佳都會(huì)讓手機(jī)熱量難以發(fā)散，這也就是手機(jī)容易發(fā)熱的原因。能夠準(zhǔn)確地計(jì)算出手機(jī)各關(guān)鍵部位的溫升值，對(duì)提高手機(jī)的安全性和可靠性是至關(guān)重要的，通過(guò)CAE仿真可以精確分析出連接器在使用時(shí)的溫升變化。以下為有限元科技為某手機(jī)企業(yè)做的熱分析項(xiàng)目。

手機(jī)模型

材料屬性

邊界條件說(shuō)明

1、仿真分析中涉及的傳熱方式 - 同時(shí)考慮了各個(gè)零部件/元器件自身的傳導(dǎo)、與空氣之間的對(duì)流換熱，輻射換熱；

2、分析模式 - 穩(wěn)態(tài)分析，在給定元件發(fā)熱功率的情況下，分析在此時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)部的溫度分布情況；

3、分析級(jí)別 - 獨(dú)立的子系統(tǒng)，假設(shè)產(chǎn)品放置在自然環(huán)境中；

4、仿真分析中的空間尺寸 - 電池包外圍尺寸；

5、工作環(huán)境（溫度/海拔） - 25℃環(huán)境溫度/海平面；

6、邊界條件說(shuō)明 - 25℃環(huán)境下，總功率：前5min熱功耗3.618w；5min后熱功耗2.318w；

7、放置方式 - Z軸正方向（屏幕向下）；

8、其他處理 - 模型中不影響散熱結(jié)果的一些特征和元件簡(jiǎn)化處理；

9、采用的軟件 - Flotherm；

10、分析邊界設(shè)定 - 設(shè)備孤立地置于自由空間中，周圍空氣初始速度為零，產(chǎn)品初始溫度為25℃，環(huán)境溫度為25℃，系統(tǒng)壓力為大氣壓；

監(jiān)控點(diǎn)說(shuō)明及溫度曲線

仿真計(jì)算溫度

5min溫度云圖

手機(jī)外表面溫度云圖，屏幕側(cè)溫度在27-33.3℃左右，后蓋溫度26.9-33.8℃左右

PCB表面溫度圖，溫度最高點(diǎn)在Exynos7872(CPU)（38.3℃）、 Charge IC （56.6℃）、3G/4G PA（46.3/45℃）處，PCB板左右溫差2℃左右

Exynos7872(CPU)、Charge IC切面云圖， Exynos7872(CPU)溫度38.5℃左右，Charge IC溫度57.2℃左右

60min溫度云圖

手機(jī)外表面溫度云圖，屏幕側(cè)溫度在32-38.5℃左右，后蓋溫度32.6-40.1℃左右

PCB表面溫度圖，溫度最高點(diǎn)在Exynos7872(CPU)（42.2℃）、 Charge IC （48.2℃）、3G/4G PA（52.1/51℃）處，PCB板左右溫差2℃左右

Exynos7872(CPU)、Charge IC切面云圖， Exynos7872(CPU)溫度42.3℃左右，Charge IC溫度48.4℃左右

總結(jié)：

（1）、25℃環(huán)境下，前5min整個(gè)系統(tǒng)中主要元器件溫度Exynos7872(CPU)溫度38.3℃左右， Charge IC溫度56.6℃左右、3G/4G PA（46.3/45℃） ；

（2）、屏幕最高溫度33.3℃左右（標(biāo)準(zhǔn)溫度 ≤38℃ ）；后蓋最高溫度33.8℃左右（標(biāo)準(zhǔn)溫度 ≤42℃ ） 。

（3）、 25℃環(huán)境下，60min結(jié)束后整個(gè)系統(tǒng)中主要元器件溫度Exynos7872(CPU)溫度42.2℃左右， Charge IC溫度48.2℃左右、3G/4G PA（52.1/51℃） ；

（4）、屏幕最高溫度38.5℃左右（標(biāo)準(zhǔn)溫度 ≤38℃ ）；后蓋最高溫度40.1℃左右（標(biāo)準(zhǔn)溫度 ≤42℃ ） 。

隨著智能手機(jī)迭代速度的加快，越來(lái)越多手機(jī)企業(yè)采用CAE仿真技術(shù)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品，CAE仿真對(duì)手機(jī)行業(yè)對(duì)在提高可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。 有限元科技依托十?dāng)?shù)年來(lái)1000多家企業(yè)的CAE仿真應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為手機(jī)行業(yè)提供全面的CAE應(yīng)用解決方案，涵蓋了CAE分析、CAE軟件培訓(xùn)、CAE軟件二次開發(fā)、元王手機(jī)行業(yè)性CAE軟件、仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等各個(gè)方面。選擇有限元科技，為您的企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造無(wú)限可能。

元王提示：夏天在外玩手機(jī)，這些一定要注意

1、避免手機(jī)在高溫環(huán)境下使用，或者太陽(yáng)下直射使用過(guò)長(zhǎng)。

2、避免長(zhǎng)時(shí)間使用手機(jī)，可運(yùn)行一段時(shí)間之后放置手機(jī)恢復(fù)正常溫度后再繼續(xù)使用。

3、避免使用散熱不良的保護(hù)殼，或者在發(fā)燙時(shí)去掉保護(hù)殼等覆蓋物。

4、外出盡量把手機(jī)放到包包中，若是放在口袋里，跟身體接觸無(wú)疑會(huì)讓手機(jī)熱量增加不少，汗水的蒸發(fā)也會(huì)讓手機(jī)積聚濕氣，容易造成芯片短路。

5、若充電的時(shí)候玩手機(jī)，溫度上來(lái)之后請(qǐng)拔去充電器。

6、發(fā)熱嚴(yán)重的時(shí)候，建議清理后臺(tái)，關(guān)閉超大應(yīng)用，并及時(shí)去售后維修點(diǎn)讓專業(yè)人士檢查一下。