热设计基本理论综述及基于EMS的磁性元件热仿真技术应用
随着微电子技术、半导体器件技术的快速发展，促进传统产业升级变革，推动数字经济与实体经济深度融合，而多功能、多元件的集成和模块的方向不断向前发展要求功率元件的性能需要不断提升。在智能设备，移动办公，5G技术，云计算，VR/AR技术等高新技术的快速发展的今天，电子产品的大功率，小型化，集成化的三化发展。使得各种电子设备的整体功耗不断增加，电子设备系统内部的温度不断上升。众所周知，高温会加速老化，让电子器件寿命变短，高温因素严重增加了电子器件和产品的故障率。所以对电子产品和器件的进行热设计，确保器件具有高性能并具备良好的热功耗和热工作环境成为技术攻克难点。
对于单一的元件来说，磁性元件热设计也就是温升计算，各种文献和书籍中都没给出统一的温升计算方法，常见的方法是根据表面平均损耗功率查表估计温升，工程经验推导的热阻计算，还有电流密度发来控制温升 [1] 。由于磁性元件种类过多，使用磁材种类也多，磁材的导热系数也差不很大，可能还会有其他绝缘材料、不导热材料在线圈中，会影响传热。在实际工程设计中，只有通过样品进行验证，才能得到比较准确数值，鉴于目前没有精确的温升核算的方法。如果设计一种全新的磁性元件的时候，特别是涉及比较多绝缘材料，温升设计就很困难，需要不断打样进行测试，通过样机测试，设计调整次数多，迭代次数多，从而会造成大量的开发成本和时间成本，现在比较先进的手段是借助仿真软件进行仿真计算。仿真软件本身不难，如果想获得较为准确的计算结果，则要求仿真技术人员必须掌握各种电磁，热力学或者力学物理理论以及大量工程经验还有相关元件设计理论基础，这就本文提供的热仿真基本理论综合论述和提供基于Solidworks 插件 EMS 电磁-热力耦合仿真计算和实际测量的对比案例，来说明一般磁性元件热仿真应用。
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