印制電路板熱布局優(yōu)化研究.pdf

1、在電子設(shè)備中,控制電子元件的工作溫度是維持其可靠運(yùn)行的關(guān)鍵之一。對(duì)電子元件集成模塊優(yōu)化布局是降低電子設(shè)備溫度的一種實(shí)用方法。本文提出一種融合模擬退火的離散粒子群優(yōu)化算法,并把該算法應(yīng)用于印制電路板(PCB)電子元件的散熱布局優(yōu)化,成功實(shí)現(xiàn)了通過(guò)改變?cè)牟季謥?lái)降低整個(gè)PCB板上電子元件最高溫度,為電子設(shè)備散熱提供一種新的參考方法。
　　本文首先分析了熱量傳遞的基本方式和PCB上電子元件熱量交換的過(guò)程,討論了三種求解二維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的

2、方法,為建立散熱分布的數(shù)學(xué)模型提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次建立了電子元件規(guī)則排列和不規(guī)則排列條件下的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,并把這兩種模型應(yīng)用到實(shí)例中,通過(guò)MATLAB求解實(shí)例。為了驗(yàn)證模型的正確性以及觀察優(yōu)化前后溫度場(chǎng)分布,本文使用有限元熱分析軟件ANSYS對(duì)兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行模擬仿真,并對(duì)兩個(gè)模型仿真得到的結(jié)果和模型求解的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,溫度分布趨勢(shì)相同,且最高溫度、最低溫度和平均溫度的絕對(duì)差在允許的范圍內(nèi),表明模型是正確的。
　

3、　然后本文建立了融合模擬退火的離散粒子群算法。在粒子群算法的基礎(chǔ)上，對(duì)離散粒子群算法進(jìn)行了定義和研究。把算法的參數(shù)固定在一定的范圍內(nèi),并利用模擬退火算法對(duì)粒子群算法的控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,然后把選取后的參數(shù)用在離散粒子群算法中去求解溫度場(chǎng)。
　　最后實(shí)現(xiàn)了融合模擬退火的離散粒子群算法對(duì)兩個(gè)模型的優(yōu)化布局。優(yōu)化后模型求解的溫度和優(yōu)化前模型求解的溫度比較,模型一的平均溫度下降了3.8664％,模型二的平均溫度下降了7.3617%,證明了