CAE技術(shù)在手機散熱中的應(yīng)用

隨著夏天的到來，許多地區(qū)的室外溫度已經(jīng)高達35、6度了，很多時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其實也過的很不爽，高溫對于手機的使用影響非常大，隨著夏季溫度持續(xù)攀升,很多手機用戶都會遇到手機發(fā)燙嚴(yán)重的問題。

手機發(fā)熱的原因是由于手機內(nèi)置的處理器，這是一個高度集成的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，還有藍牙、GPS、射頻等一系列芯片模塊，這些芯片在高速運轉(zhuǎn)的時候會散發(fā)大量的熱量。

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

手機模型

材料屬性

邊界條件說明

1、仿真分析中涉及的傳熱方式 - 同時考慮了各個零部件/元器件自身的傳導(dǎo)、與空氣之間的對流換熱，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，分析在此時間段內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)部的溫度分布情況；

3、分析級別 - 獨立的子系統(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)控點說明及溫度曲線

仿真計算溫度

5min溫度云圖

手機外表面溫度云圖，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℃ ） 。

隨著智能手機迭代速度的加快，越來越多手機企業(yè)采用CAE仿真技術(shù)來優(yōu)化產(chǎn)品，CAE仿真對手機行業(yè)對在提高可靠性、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1000多家企業(yè)的CAE仿真應(yīng)用經(jīng)驗，為手機行業(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)、元王手機行業(yè)性CAE軟件、仿真實驗室建設(shè)等各個方面。選擇有限元科技，為您的企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造無限可能。

元王提示：夏天在外玩手機，這些一定要注意

1、避免手機在高溫環(huán)境下使用，或者太陽下直射使用過長。

2、避免長時間使用手機，可運行一段時間之后放置手機恢復(fù)正常溫度后再繼續(xù)使用。

3、避免使用散熱不良的保護殼，或者在發(fā)燙時去掉保護殼等覆蓋物。

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

5、若充電的時候玩手機，溫度上來之后請拔去充電器。

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