电子散热设计讲义PPT.pptVIP

电子冷却散热设计通论;? 热设计的概念和基础? 冷却方法的选择? 风道设计的基本原则? 风机的选用方法和原则? 噪声测量及控制? PCB板热设计? 散热器的选择? 热测试的目的和方法? 热仿真分析;热设计的概念和基础;;(Source : US Air Force Avionics Integrity Program);(“热”对电子可靠性的影响;热设计的定义; 热设计应满足设备预期工作的热环境的要求;热量传递的基本方式;传导;常用材料的导热系数： 铝约180、压铸铝120、铁约40 、铜390（但铜的 密度是铝的3倍，重量、价格）,石墨是各向异性，x方向是10，Y，Z方向可以达到600，而且重量很轻。 导热系数大，内部温差就小 热管是一种传热能力极高的结构，其导热系数可达10000以上 ;我们常常在芯片与散热器之间增加导热（绝缘）材料，是因为两个表面间凸凹不平，中间有空气，需要用导热性能好的材料填充。材料要求形状适应性好，尽可能薄、压力大（注意芯片能承受的最大压 力）； 常见的导热介质材料有导热胶、导热硅脂、导热软硅胶垫片、导热云母片、导热相变材料等，适用场合各不相同； 由于导热硅脂的填充性好，在两个比较平的表面上，热阻比其它导热绝缘材料小； 目前常用导热硅脂的导热系数为0.8～1，但也有2、4、5，最大可达10。 ;对流;对流换热;辐射;辐射换热;热阻;冷却方法的选择;冷却方法的选择;;;自然散热;强迫风冷;几种降低传热热阻的方法;风道设计的基本原则;风道设计的基本原则 – 降低系统的压力损失，力求对气流的阻力 最小； – 合理控制气流和分配气流； – 保证流过关键热源的风速； – 防止风道中产生空气回流； – 进出口尽量远离，避免风流短路； – 防止系统中发热部件（插箱）的相互影响。 ;风机的选用方法与原则;Axial Fan - air flows axially. 轴流风机;风扇马达基本零组件;风机的选择;风机的特性曲线与工作点;图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线分别代表不同系统（风 道）的阻力特性曲线。系统（风道）的阻力特性曲线 与风机的特性曲线交点就是这个风机的工作点。如果 风机安装在系统Ⅱ中，其工作点就是B点，风量为 qvB(m3/s)，风压为pB(Pa)。;风机的串联和并联;当风机串联时，其风机特性曲线发生变化：风量 基本上是每台风机的风量（略有增加），而风压则为 相同风量下两台风机风压之和，如图（a）所示。 当风机并联使用时，其风压比单个风机的风压稍 有提高，而总的风量是各风机风量之和，如图（b） 所示。;风机的其他问题;抽风与吹风;噪声的测量与控制; 声功率 单位时间内给定声源所产生的平均声能量，单 位是瓦（W） 声功率级 Lw ：声功率级（dB） W ：声功率（W） W0 ：基准声功率，2×10-12W;声级的合成运算;声压级与声功率级的比较;?计权网络– 为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，即计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物量的声压级，而是计权声压级或计权声级，简称声级。– 通用的计权声级有A、B、C、D、F– 在实际应用中发现，无论是强或弱的噪声，A计权声级都能较好地反映人对噪声吵闹的主观感觉。因此目前基本上都采用A声级来作为噪声评价标准。;常见的噪音标准;噪声限值标准;噪声控制;阻力、噪声较小 阻力、噪声很小 阻力、噪声很大;? 常用的噪声控制方法;PCB板热设计;印制板上电子元器件的热安装技术;为降低从器件壳体至印制板的热阻，可用导热绝缘胶直接将元器件粘到印制板或导热条（板）上。若不用粘结，应尽量减小元器件与印制板或导热条（板）间的间隙。; 对于具有轴向引线的圆柱形元件（如电阻、电容和二极管），应当提供的最小应变量为2.54mm，如图5-13a所示。大型矩形元件（如变压器和扼流圈），应像图5-13b、c那样留有较大的应变量。; 在印制板上安装晶体管，常使晶体管底座与板面贴合，如图5-14a所示。这是一种不好的安装方式，因为引线的应变量不够，会导致焊点随印制板厚度的热胀冷缩而断裂。安装晶体管的几种较好方法如图5-14(b)～(e)所示。;印制板导轨热设计;印制板的合理间距;散热器的选择;合理选用散热器，降低散热器热阻;1.散热器表面应进行氧化发黑处理,以增强辐射换热效果。在自然对流 情况 下, 辐射换热作用较突出,可以提高25%的散热量, 所以, 除非是器件附近有高热源, 散热器表面都应涂覆或氧化