缺少热分析将使设计心血面临危险

无用的输入输出

别为你用的器件集假定最大功耗。在计算阶段，最大值对你大致把握设计基本情况有用。但你必须坚持采用更真实的数据，否则，设计有可能变得过工程化、增加不必要的重量和成本。

若你采用了FPGA，则要弄清，其内部逻辑是否在所有时间都工作在最高速度？很可能不是这样的，所以，请逻辑工程师就更现实的工作情况给你一个合理的估算。然后，该你来决定是否需增加一个修正因数(fudge factor)。

记住：FPGA制造商的工程团队、测试团队和销售/营销部门也许已经把三个不同层次的修正因数内置其中。若你能得到实际使用数据并为此添加些修正，则以后将顺手得多。

公司都会问最重要的问题：错误比率是多少？提供的数据与“真实数据”相比有怎样的关联？数值都验证过了吗？在最终环境用实际材料测试过了吗？

在采用实际热仿真工具的地方，你可得到精准得多的更好体验。“热分析仿真工具应能读进布线和PCB设计信息，包括来自EDA工具的线段、平面和过孔定义等，”Rosato说。

仿真工具还可包含系统封装、详尽的器件设计参数等信息。“仿真工具可预测工作温度来评判是否有可能超过标称结温度以及在哪里系统会出现‘阻滞空气’”Rosato说。也可采用交互式仿真方法，其中，工程师可演练各种热管理情况、添加散热器、若需要则返回仿真结果。

类似PCB外形和大小以及诸如金属层信息等相关的PCB建构数据等参数也被读进，Blackmore说。流程的剩余部分涉及系统工程师描述系统将运行其中的环境，包括：框架、通风孔、电源和其它器件等信息。然后，将全部信息组合在一起提供一个热仿真。            

未来发展

现在，你了解了热分析的基本原则和重要性以及行之有效的热管理技术。但即使考虑了全部其它防范措施，当设计接近或超过其中一些极限(如：1.5 W/in.2)时会出现怎样的情况？



图2：Nextreme OptoCooler模块可用于为TO-56封装的激光二极管制冷。

你大概了解散热器、风扇、集成了风扇的散热器等技术间的长短取舍。但对更先进的方案又了解多少？许多公司提供热产品和方案。

“传统方案业已过气，所以需要增加其它功能来拓展性能范围，”Nextreme的CTO Seri Lee说。例如，热管具有固态制冷所以应比单独的散热器和风扇先进，虽然热管既大且笨还贵又常常需要定制。



Nextreme有几项芯片级创新，它采用比典型方案薄和小10到20倍、但排热能力却高10到15倍的技术主动把热排出(图2)。Bergquist制造几种不同的热材料和热基板。Ansys也提供热仿真工具(图3)。