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基于智能算法优化PCB板上电子元件热布局的试验研究及数值模拟
| 论文题名： | 基于智能算法优化PCB板上电子元件热布局的试验研究及数值模拟 |
| 关键词： | 印制电路板;电子元件;布局优化;数值模拟 |
| 摘要： | 随着电动汽车以及电力电子设备技术的飞速发展，电子设备的组成元件正朝着小尺寸、大功率、高集成的方向发展，由此造成电子元件的热流密度逐步上升，当热流密度超过一定的上限时会使电子元件工作时的温度太高而引发热失效问题。印制电路板PCB和电子元件在电子设备中有极为广泛的应用，对其进行热设计和热分析对汽车电器设备的性能提升有重要意义。 本文运用模拟退火算法对某一PCB板上若干电子元件的温度布局进行了优化研究。以9个阵列在PCB上电子元件为研究对象，运用有限差分法求解出PCB上电子元件温度的一般方程式，并应用模拟退火算法获得优化前后电子元件的布局。 本文随后利用红外成像技术，对上述理论优化结果进行实验验证。实验结果表明：所有不同工况下电子元件的全局最高温度都得到了不同程度的下降，最高降幅8.7％，最低降幅6.5%，证明运用模拟退火算法优化PCB上电子元件热布局方法有明显效果。 最后利用三维仿真软件Icepak针对本文研究内容进行仿真研究。首先进行各个工况下优化前后实验结果与仿真结果对比研究，然后再对各个工况优化前后仿真结果对比研究，结果表明：1）各个工况下相同电子元件温度实验值与仿真值的相对偏差小于10%，仿真模型建立合理；2）仿真中所有工况全局电子元件最高温度都有明显不同程度降低，证明优化方法有效；3）数值模拟可以在一定误差条件下取代实验，在工程应用中发挥巨大潜力。 |
| 作者： | 王扬 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 李跟宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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