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第1页，共33页，星期日，2025年，2月5日電子系統的散熱問題電腦中的主要熱源：中央處理器(CPU)南北橋晶片(ChipSet)圖形處理器(GPU)記憶體(MemorySet)硬盤(HD)電源(PowerSupply)其他散熱的處理原則：按照能量不滅定律，熱不會消失，僅是轉移至它處。第2页，共33页，星期日，2025年，2月5日Cooler簡易示意圖扣具風扇上蓋散熱片支架背板第3页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇運算的基本原理DC風扇運轉原理：

根據安培右手定則，導體通過電流，周圍會產生磁場，若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸力或斥力，造成物體移動。在直流風扇的扇葉內部，附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。環繞著矽鋼片，軸心部份纏繞兩組線圈，並使用霍爾感應元件作為同步偵測裝置，控制一組電路，該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠磁鐵產生吸斥力。當吸斥力大於虱扇的靜摩擦力時，扇葉自然轉動。由於霍爾感應元件提供同步信號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向，可依佛萊明右手定則決定。第4页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇轉速測量原理檢測RPM完全基於風扇底三導（白色線）F.G(FrequencyGenerationoutput)輸出測量，跟據輸出的高低電平及頻率幅度，BIOS取觸發信號（相當於一個計數器），然後再根據風扇充磁極數決定其周期頻率和RPM。第5页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇的啟動電壓啟動電壓意即風扇最低運轉工作電壓，是比較風扇優劣的一項特性，通常淨摩擦系數較低的風扇，以及配台較低工作電壓的霍爾IC才能使風扇用較低的電壓來啟動。影響的因素：繞線設計是否恰當﹔矽鋼片磁滯損失大小﹔霍爾lC的最低工作電壓﹔電晶體放大倍數高低﹔橡膠磁鐵的充磁強度﹔.扇葉的重量﹔.軸承的摩擦系數高低﹔電晶體飽和電壓高低﹔是否有反向保護二極體。第6页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇的死角所謂風扇死角是指風扇置於某些角度情況下不能依規定電壓啟動。測試方法就是將風扇各極依序調整置於霍爾IC之前，然後將電壓緩慢調高直到啟動，若各極在小於規定電壓值之前啟動，代表合格，若有高低差異，啟動電壓超出規定者，稱為死角。影響的因素：橡膠磁鐵各極充磁不均﹔霍爾IC感應靈敏度太差；橡膠磁鐵充磁磁場太弱。第7页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇的充磁極數極數多代表磁場變化速度快，磁場變化速度快代表頻率增加，頻率增加一方面提高矽鋼片能量轉換效率，使相同電流值能作較多的功，得到較高轉速，所以，轉速與極數係成正比關係。第8页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇性能Q正比(轉速)P正比(轉速^2)Q正比(風扇尺寸^3)P正比(風扇尺寸^2)風扇的改變：轉速及尺寸增加第9页，共33页，星期日，2025年，2月5日風扇的類型*軸流扇：高流量*離心扇：高靜壓第10页，共33页，星期日，2025年，2月5日鰭片作用原理高效能的散熱＝熱傳係數Ｘ散熱面積Ｘ溫度差*熱傳係數：材料性質，幾何形狀，流場狀況*散熱面積：製造加工方式，幾何形狀*溫度差：幾何形狀，流場狀況第11页，共33页，星期日，2025年，2月5日鰭片散熱途徑*熱傳導：固體部分，鰭片的材質(鋁=銅=?)結合方式(Epoxy=Solder=Brazing=?)*熱對流：風扇的效能(60=70=80=?)*熱輻射：溫度差的自發性反應(X)*沸騰，蒸發：熱管,VaporChamber第12页，共33页，星期日，2025年，2月5日CPUCooler熱阻之定義TaTcRtotal=RCPU+RContact+RCoolerRtotal=總熱阻=(Tc-Ta)／QRCPU=CPU熱阻RContact=CPU至鰭片之接觸熱阻RCooler=Cooler熱阻第13页，共33页，星期日，2025年，2月5日熱阻計算公式Tc–Ta=QKcuAcuΔXcuQQQ1/RgreaseKAlAAlΔXAlHconvectionAAl+++CPU散熱膏散熱片Rtot=Tc–