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仿真误差小议

来源: 原创 / 作者: Jason1028 / 时间: 2017-08-25 22:47
仿真是热设计的重要手段之一。说到仿真,热设计网 QQ 群 (319322744) 里总有人会讨论仿真精度问题。 今天, Jason 借此文发表一下自己的看法。 一、仿真精度的影响因素很多。其中关键

 

仿真是热设计的重要手段之一。说到仿真,热设计网QQ(319322744)里总有人会讨论仿真精度问题。

今天,Jason借此文发表一下自己的看法。

一、仿真精度的影响因素很多。其中关键因素之一是损耗输入。硬件工程师提供的是极端的典型的条件下的计算功耗,而作为比对的测试工况下,各个器件并不是同时工作在最恶劣的工况下。例如,光伏逆变器产品所提供的损耗往往是升压和逆变最恶劣的损耗,但实际上,二者最恶劣的工况不会同时产生,而这本身就会引起较大的偏差。Mentor热设计专家Byron Blackmore曾经说过:One of the biggest challenges in thermal design is getting useful estimates of component power consumption. Most products are designed for continuous operation, so the time-averaged power dissipated by the component during normal use is required, not the nominal or maximum rated power for the part.

另外一个因素是测试手段的影响。对于一个能正常工作的电子产品来讲,并不是所有位置的温度都是可测的。比如热设计工程师关注的器件结温,安装在散热器上的器件的壳体热点温度,都是很难精确测量的到的,另外,不好的测试方案还会引起测试数据本身失真。但是,当测试数据与仿真结果出现偏差时,“第三方”常常会直接怀疑仿真结果的准确性。Tony Kordyban(More Hot Air》和《Hot Air Rises and Heat Sinks》作者)曾经感慨地说:Nobody trusts the model except the one who made it. Everybody trusts the test data except the one who did the test。由此看来,国内外的同行,处境都是差不多的。

此外,仿真时,热设计工程师会对边界和环境做一些简化。例如,二次模块大多数人会忽略连接线缆的影响;电源模块仿真时,会忽略插箱铜排的散热影响等等,这些也会导致仿真与测试难以“吻合”。

二,仿真精度的重要性。Jason认为,热设计第一任务还是满足可靠性。比如,一个器件的真实温度是100℃,A君仿真的数据是115℃,B君仿真的数据是90℃。字面上看B君的仿真精度更高。但是B君的设计方案有可能无法识别到风险。从产品开发角度,A君的方案是更有利的。此外,抛开上文所述的功耗输入和测试条件的影响,仿真的精准度跟模型精细程度,网格密度密切相关的。刻意追求过高的精准度,把IGBTbonding线,DBC上蚀刻的铜皮形状都详细建模,网格数量也会剧增,将会大的增加运算数据。Jason认为这是没有必要的。

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