现在的手机屏幕尺寸越来越大,厚度却可以越做越薄:超小尺寸封装,芯片轻薄化,高级散热器的应用,电池技术的改进,都推动了这一趋势。由此老款手机看起来就像块笨重的砖头。
把时钟拨回到几年前,我选择了一款普通的厚实智能手机,并为它建立了一个Simcenter Flotherm模型。
智能手机组装视图
虽然从外面看起来很笨重,但它的内部非常繁复和杂乱。
Simcenter Flotherm很擅长这样的应用,在几分钟内就生成一个完整的耦合传热模拟。
由高通技术公司和斯坦福大学的工程师们首创的热分布系数(CTS)是一种量化表面温度分布不均匀性的性能指标。
如果平均表面温度也等于最高表面温度,则表面温度完全均匀,CTS = 1。低于1.0的值表示表面温度有一些差异。CTS值由Simcenter Flotherm自动计算。
智能手机的热分布系数(CTS)
考虑到表面温度不能超过会造成伤害/不适的标准值,手机的“极限”设计将使手机的整个表面在该温度下运行。从热损耗的角度来看,这也会规定相应的最大允许功耗。
很容易模拟手机在均匀最高温度下运行,只需将其设置为Simcenter Flotherm中的边界条件。在这种情况下,使用45℃的值:
最高触摸温度下的功耗
在这些条件下,手机的总热量损失为3.88W。由于电力只能来自手机内部的电子器件,这也是所有电子器件的最大功耗。
作为性能指标,CTS可以提供一些设计指导,设定一些关于是否有改进设计的空间的期望。0.764的值实际上是相当不错的,这是旧手机的优点之一,因为它们的厚度,在到达外壳之前有更多的机会传播热量。
由于原始手机型号的总功耗仅为1.57W,并且有相对较高的CTS,因此可以考虑增加功耗预算。
我曾经在一次谈话中听到(这是那种你没有计划的酒吧谈话,但通常很有趣),我们倾向于将感觉的热区与特定的假定产品故障联系起来。相比之下,当产品的整个表面温度相同时,我们不太可能认为有什么地方出了问题。
因此,高CTS手持设备之所以如此受欢迎,是有很有原因的。