手持式、便携式、电池供电的电子产品，如智能手机，有一个热设计上的约束，限制了设备表面的最大可触摸温度。在这篇文章中，我们将研究表面温度分布的均匀性，以及如何使用Simcenter Flotherm来模拟最大允许功耗。

以一个厚重的旧智能手机为例

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。

在Simcenter Flotherm中对手机进行热仿真

热分布系数：一个性能指标

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。

表面温度均匀的好处

 

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。

 

 

通常来说，越大越好

 

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。

 

高温背后的心理学

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。