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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 散热器挑选及散热运算目前的电子产品主要采纳贴片式封装器件,但大功率器件及一些功率模块仍旧有不少用穿孔式封装, 这主要是可便利地安装在散热器上,便于散热； 进行大功率器件及功率模块的散热运算, 其目的是在确定的散热条件下挑选合适的散热器,以保证器件或模块安全、牢靠地工作；散热运算任何器件在工作时都有肯定的损耗,大部分的损耗变成热量；小功率器件损耗小,无需散热装置；而大功率器件损耗大,如不实行散热措施,就管芯的温度可达到或超过答应的结温,器件将受到损坏； 因此必需加散热装置,最常用的就是将功率器件安装在散热器上,利用散热器将热量散到四周空间,必要时
2、再加上散热风扇,以肯定的风速加强冷却散热；在某些大型设备的功率器件上仍采纳流淌冷水冷却板,它有更好的散热成效；散热运算就是在肯定的工作条件下, 通过运算来确定合适的散热措施及散热器；功率器件安装在散热器上；它的主要热流方向是由管芯传到器件的底部,经散热器将热量散到四周空间；如没有风扇以肯定风速冷却,这称为自然冷却或自然对流散热；热量在传递过程有肯定热阻；由器件管芯传到器件底部的热阻为 RJC,器件底部与散热器之间 的 热 阻 为 RCS , 散 热 器 将 热 量 散 到 周 围 空 间 的 热 阻 为 RSA , 总 的 热 阻RJA=RJC+RCS+RSA ；如器件的最大功率损耗为 PD,
3、并已知器件答应的结温为 TJ、环境温度为 TA,可以按下式求出答应的总热阻 RJA；RJATJ-TA/PD 就运算最大答应的散热器到环境温度的热阻 RSA 为RSAT_J-T_AoverP_D-RJC+RCS 出于为设计留有余地的考虑,一般设TJ 为 125；环境温度也要考虑较坏的情形,一般设TA=40 60；RJC 的大小与管芯的尺寸封装结构有关,一般可以从器件的数据资料中找到；RCS 的大小与安装技术及器件的封装有关；假如器件采纳导热油脂或导热垫后,再与散热器安装,其 RCS 典型值为 0.10.2/W; 如器件底面不绝缘, 需要另外加云母片绝缘,就其 RCS可达 1 /W；PD 为实际的
4、最大损耗功率,可依据不同器件的工作条件运算而得；这样,RSA可以运算出来,依据运算的 RSA 值可选合适的散热器了；散热器简介小型散热器 或称散热片 由铝合金板料经冲压工艺及表面处理制成,而大型散热器由铝合金挤压形成型材, 再经机械加工及表面处理制成；它们有各种外形及尺寸供不同器件安装及不同功耗的器件选用；散热器一般是标准件,也可供应型材, 由用户依据要求切割成肯定长度而制成非标准的散热器；散热器的表面处理有电泳涂漆或黑色氧极化处理,其目的是提高散热效率及绝缘性能；在自然冷却下可提高 1015%,在通风冷却下可提高 3%,电泳涂漆 可耐压 500800V ；散热器厂家对不同型号的散热器给出热阻
5、值或给出有关曲线,不同热阻值；运算实例并且给出在不同散热条件下的一功率运算放大器 PA02APEX 公司产品 作低频功放,其电路如图 1 所示；器件为 8 引脚TO-3 金属外壳封装；器件工作条件如下 :工作电压 VS 为 18V;负载阻抗 RL 为 4,工作频率直流条件下可到 5kHz,环境温度设为 40,采纳自然冷却；查 PA02 器件资料可知 :静态电流 IQ 典型值为 27mA ,最大值为40mA; 器件的 RJC从管芯到名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 外壳 典型值为2.4/W ,最大值为2.6/W ；器
6、件的功耗为 PD: PD=PDQ+PDOUT 式中PDQ 为器件内部电路的功耗,PDOUT为输出功率的功耗；PDQ=IQVS+|-VS| ,PDOUT=V2_S/4RL,代入上式PD=IQVS+|-VS|+V2_S/4RL=37mA36V+18V2/44=21.6W 式中静态电流取 37mA ；散热器热阻 RSA 运算 :RSAT_J-T_AoverP_D-R_JC+R_CS 为留有余量, TJ 设 125,TA 设为 40,RJC 取最大值 RJC=2.6 /W,RCS 取 0.2/W,PA02 直接安装在散热器上,中间有导热油脂 RSA125 -40over21.6W-2.6；将上述数据代
7、入公式得/W+0.2 /W 1.135/W HSO4 在自然对流时热阻为 0.95 /W,可满意散热要求；留意事项1.在运算中不能取器件数据资料中的最大功耗值,而要依据实际条件来运算 ;数据资料中的最大结温一般为 150,在设计中留有余地取 125,环境温度也不能取 25要考虑夏天及机箱的实际温度 ；2.散热器的安装要考虑利于散热的方向,并且要在机箱或机壳上相应的位置开散热孔 使冷空气从底部进入,热空气从顶部散出 ；3.如器件的外壳为一电极,就安装面不绝缘 与内部电路不绝缘 ；安装时必需采纳云母垫片来绝缘,以防止短路；4.器件的引脚要穿过散热器,在散热器上要钻孔；为防止引脚与孔壁相碰,应套上聚
8、四氟乙稀套管；5.另外,不同型号的散热器在不同散热条件下有不同热阻,可供设计时参改,即在实际应用中可参照这些散热器的热阻来运算,并可采纳相像的结构外形 散热器来代用；截面积、周长 的型材组成的6.在上述运算中, 有些参数是设定的,与实际值可能有出入,代用的型号尺寸也不完全相同,所以在批量生产时应作模拟试验来证明散热器挑选是否合适,必要时做一些修正 如型材的长度尺寸或转变型材的型号等 后才能作批量生产；印制电路板的热设计及其实施前言随着电予产品的轻薄小型化、高性能化,IC 器件高集成化、引发印制电路板的集成度提高, 发热量明显加大, 特殊是高频 IC 器件如 AD,DA 类的大量使用以及电路频率
9、点的上移, PCB的热密度越来越大, 假如散热问题解决不好,势必引起电路中半导体器件以及其它热敏锐器件温度的上升,导致电路工作点的漂移和性能指标的下降, 影响电路的稳固性和牢靠性； 特殊对于机载、 星载这类特殊环境中工作的电路, ；热设计不合理可能会引发整个系统的失效,因此必须高度重视板级电路的热设计；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - PCB热设计的目的是实行适当的措施和方法降低元器件的温度和 PCB板的温度,使系统在合适的温度下正常工作；本文主要从削减发热元件的发热量及加快散热等方面探讨板级电路热设计及其实现方法
10、；1 减小发热量PCB中热量的来源主要有三个方面：1 电子元器件的发热； 2P c B本身的发热； 3 其它部分传来的热； 在这三个热源中, 元器件的发热量最大, 是主要热源,其次是 PCB板产生的热, 外部传入的热量取决于系统的总体热设计,这不在本文 争论范畴；图 1 元器件的发热量是由其功耗打算的, 因此在设计时第一应选用功耗小的元器件,尽量减小发热量； 其次是元器件工作点的设定,一般应挑选在其额定工作范围,在此范畴内工作时性能佳, 功耗小,寿命最长；功放类器件本身发热量就大,设计时尽量防止满负荷工作； 对于大功率器件应贯彻降额设计的原就,适当加大 设计富有度,这无论是对于加大系统稳固性、
11、牢靠性和降低发热量都有好处；PCB板由于线路本身电阻发热,以及沟通、高频激化生热；PCB是由铜导体和 绝缘介质材料组成, 一般认为绝缘介质材料不发热； 铜导体图形由于铜本身存在电阻,当电流通过时就发热,象 发热问题可忽视不计,但当大电流mA毫安 、uA微安 级那样的小电流通过时, 百毫安级以上 通过时就不能忽视；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 值得留意的是,当导体图形温度上升到85左右时,绝缘材料自身开头发黄 图 1 ,电流连续通过,最终铜图形熔断,特殊是多层板内层图形,四周都是 传热性差的树脂, 散热困难, 因
12、而温度不行防止地上升, 所以特殊要留意导体图 形线宽的设计；实际上在进行 PCB布线设计时走线线宽主要依据其发热量和散热环境来确定的；铜导体的截面积打算了导线电阻 数字电路中线电阻引起的信号损耗可忽视不计 ,铜导体和绝缘基材的导热率影响温升,进而打算载流量；图 2 是一般 FR-4覆铜箔板铜导体图形线宽及截面积与答应电流之间的关系图；从图中可以看出：导体图形截面积肯定,当其答应电流值为2A,温度上升值低于10时,对于 35 Um铜箔,其线宽应设计为 2mm：对于 70um铜箔,其线宽应设计为 lmm；由此得出：当导体的截面积、答应电流和温度上升值肯定时,可通过增加铜箔厚度或加大线宽值两个方面来
13、满意走线的散热要求；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 加快散热在给定条件下, 当板级电路中元器件温度上升到超过牢靠性保证温度时,便要实行适当的散热计策, 使其温度降低到牢靠性工作范畴内,这就是我们进行热设计的最终目的； 散热是 PCB热设计的主要内容； 对于 PCB来说,其散热无外乎三种基本类型一一导热、 对流、辐射；辐射是利用通过空间的电磁波运动将热量散发出去,其散热量较小, 通常作为帮助散热手段； 导热和对流是主要散热手段,我们常用的散热方式一一用散热器将热量从热源上传导出来,利用空气对流散发出去；21 通
14、过元器件优化排列改善散热211 按散热要求进行元件布置交叉分散排列； 在布板设计进行元件布局时, 应将发热元器件与一般器件及温度敏锐器件区分开, 发热器件四周应留有足够的散热气体流淌通道,发热元件应错开分散排列, 如图 3 所示；这与通常布局时的整齐划一排列恰好相反,有利于改善散热成效；当热性能不同的元件混合安装时,最好将发热量大的元件安装在下风处,放热小的元件安装在上风处；图 4 显示元件的常规排列,图 4b 是将发热大的元件安装在上风处,发热小的元件C、IC 等 安装在下风处,这样耐热差的元件会处在发元件散热的路径上, 其结果是耐热性差的元件处较高温度处；所以,元件最好按图 4a 排列,实
15、际上,导体图形设计要达到图 难；4a 的抱负排列仍有困名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 热性能相同发热元器件布置： 图 5 显示 PCB上安装 IC0 3W,LSI1 5W 时温度上升的实测值； 按图 5a 排列,IC 的温度上升值是 18-30 ,LSI 温度 上升值是 50；按图 5b 排列, LSI 温度上升值是 40,比图 5a 排列仍要低 10；因此,具有相同水平的耐热元件混合排列时,件、散热性差的元件应装在上风处；212 高发热器件加散热器、导热板基本排列次序是： 耗电大的元当 PCB中有少数器件发热量
16、较大时 少于 3 个 时,可在发热器件上加散热器或导热管,当温度仍不能降下来时,可采纳带风扇的散热器,以增强散热成效；当发热器件量较多时 多于 3 个 ,可采纳大的散热罩 板 ,它是按 PCB板上发热器件的位置和高低而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置； 将散热罩整体扣在元件面上, 与每个元件接触而散热； 但由于名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 元器件装焊时高低一样性差, 散热成效并不好； 通常在元器件面上加松软的热相 变导热垫来改善散热成效；22 通过 PCB板本身散热目前广泛应用的
17、 PCB板材是覆铜环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材,仍有少量使用的纸基覆铜板材；这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能,但散热性差, 作为高发热元件的散热途径, 几乎不能盼望由 PCB本身树脂传导热 量,而是从元件的表面对四周空气中散热； 但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、 高发热化组装时代, 如只靠表面积特别小的元件表面来散热是非常不够的；同时由于 QFP、BGA等表面安装元件的大量使用,元器件产生的热量大量地传给 PCB板,因此,解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热才能,通过PCB板传导出去或散发出去；221 选用导热性良好的板材现今大量使用的环氧玻
18、璃布类板材,其导热系数一股为 02Wm；一般的电子电路由于发热量小, 通常采纳环氧玻璃布类基材制作,其产生的少量热量一般通过走线热设计和元器件本身散发出去；随着元件小型化、 高集成化, 高频化,其热密度明显加大, 特殊是功率器件的使用, 为满意这种高散热要求后来开 发出了一些新型导热性板材； 如美国研制的 T-Lam板材,它是在树脂内填充了高导热性的氮化硼粉,使其导热系数提高到 20 倍；美国 Rogers 公司开发的复合基材 树脂中添加了陶瓷粉,使其导热系数提高到4Wm,是一般环氧玻璃布类基材的 RO4000系列和 TMM系列,它是在改性 0 6-1Wm, 是一般环氧玻璃布类基材的 35 倍
19、,也是一种不错的挑选； 仍有就是陶瓷基板, 它是由纯度为 92-96 的氧化铝 AI2O3 制成,其导热系数提高到10Wm,是一般环氧玻璃布类基材的 50 倍,它大量使用在混合 IC,微波集成器件以及功率组件中,是导热性良好基板材料； 仍有就是导热性较好的 用仍在进一步争论中；SiC 和 AIN 等材料,其作为 PCB基材应名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 222 采纳合理的走线设计实现散热由于板材中的树脂导热性差, 而铜箔线路和孔是热的良导体, 因此提高铜箔剩余率和增加导热孔是散热的主要手段；评判 PCB的散热才
20、能,就需要对由导热系数不同的各种材料构成的复合材料一一 PCB用绝缘基板的等效导热系数 图 6 所示； 九 eq 进行运算；PCB板的等效导热系数见从表 2 我们可以看出板厚度越小,铜箔越厚,铜箔剩余率越高,层数越多,其等 效导热系数越大, P C B 板的导 散 热成效越好；PCB厚度方向的导热系数比表面的导热系数小得多；为了改善厚度方向的导热性,可采纳导热孔；导热孔是穿过：PCB的金属化小孔 1 0mm-0.4mm；其效果相当于一个细铜导管沿PCB厚度方向从其表面穿透, 使 PCB正背面的热量发生名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页精选学习资料 - - - -
21、- - - - - 短路,发热元件的热量向PCB背面快速逃逸或传导给其它散热层；如安从表 2我们可以看出板厚度越小,铜箔越厚,铜箔剩余率越高,层数越多,其等效导热系数越大, P C B 板的导 散 热成效越好；PCB厚度方向的导热系数比表面的导热系数小得多；为了改善厚度方向的导热性,可采纳导热孔；导热孔是穿过：PCB的金属化小孔 1 0mm-0.4mm；其效果相当于一个细铜导管沿PCB厚度方向从其表面穿透, 使 PCB正背面的热量发生短路,发热元件的热量向PCB背面快速逃逸或传导给其它散热层；如安装在PCB上的 IC 裸芯片,在其正下方的 PCB板上设置许多个导热孔的设计方案正在普及；因此,在
22、 PCB走线时为提高散热才能,应采纳粗线、厚铜箔、薄板、多层、大面积铺铜、加导热孔设计方案；223 采纳金属基 芯POB板进行散热金属基多层印制板是指在多层板的某一面衬上金属板,通过金属板向外散热或直接与外接散热装置相连起到快速散热的成效；目前市面上已有标准的单面铝基覆铜箔板材出售,并在开关电源、汽车、飞机发动机的驱动电路上大量使用；当电路密度较高, 有双面 SMT要求或通孔插装元件较多时, 必需采纳高导热型金属芯多层板来实现；它是将导热性较好的金属板嵌入多层印制板的中间, 其典型结构如图 7 金属芯板本身也可作为地层使用,其上下层可通过金属化孔 与芯板绝缘 互联,并通过导热孔实现热量在金属芯
23、板内层和表面的传递； 如图 7 所示,发热元件可通过底部和导热孔直接焊接在板面上, 发热器件产生的热直接传递到金属芯板,由金属芯板经导热孔传给名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 接触的安装机箱而散发出去； 热量较大时可铣去芯板两边的绝缘层,通过边缘裸露的金属芯板与机座接触散热, 因此具有良好的散热成效； 对处于密闭机箱中的电路散热是一种较好的挑选金属芯PCB的芯材通常有铝、 铜、钢等,后来开发出了覆铜因瓦复合材料 CIC ,它不仅具有良好的导热性,而且其热膨胀系数与半 导体器件匹配性好,所制成的 CIC金属芯板可应用
24、于要求高牢靠性、 高组装密度、高功率、高性能的军用电子设备中；在调试或修理电路的时候,我们常提到一个词“ *烧了 ”,这个*有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片,可能很少有人会追究这个词的用法,为什么不是用“坏”而是用 “烧”？其缘由就是在机电产品中,热失效是最常见的一种失效模式,电流过载,局部空间内短时间内通过较大的电流,会转化成热,热 *不易散掉,导致局部温度快速上升,过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身；所以电 失效的很大一部分是热失效；那么问一个问题,假如假设电流过载严峻,但该部位散热极好,能把温升掌握在 很低的范畴内,是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”；由此可见,假如想把产品
25、的牢靠性做高,一方面使设备和零部件的耐高温特性提 高,能承担较大的热应力（由于环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强 散热,使环境温度和过载引起的热量全部散掉,产品牢靠性一样可以提高；下面 介绍下热设计的常规方法；我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式,有时散热的程度不够,有时又过度散热了,那么何时应当散热,哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估,热流密度=热量 / 热通道面积；依据 GJB/Z27-92 电子设备牢靠性热设计手册的规定（如图 1）,依据可接受的温升的要求和运算出的热流密度,得出可接受的散热方法 ；如温升 40（纵轴）,热流密度 0.04W/cm2
26、（横轴）,按下图找到交叉点,落在自然冷却区内,得出自然对流和辐射即可满意设计要求；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 大部分热设计适用于上面这个图表,由于基本上散热都是通过面散热；但对于密封设备,就应当用体积功率密度来估算,热功率密度=热量 / 体积；下图（图 2）是温升要求不超过 40时,不同体积功率密度所对应的散热方式；比如某电源调 整 芯 片 , 热 耗 为 0.01W , 体 积 为 0.125cm3 , 体 积 功 率 密 度=0.1/0.125=0.08W/cm3 ,查下图得出金属传导冷却可满意要求；
27、温升要求为40 度时,依据体积功率密度的不同,挑选相宜的冷却方名师归纳总结 式；适用于密封单元的冷却 第 11 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 依据上图,可以得出冷却方法的挑选次序：自然冷却一导热一强迫风冷一液冷一蒸发冷却；体积功率密度低于 0.122W/cm3 传导、辐射、自然对流等方法冷却； 0.122-0.43W/cm3 强迫风冷； 0.43O.6W/cm3 液冷；大于 0.6W/cm3蒸发冷却；留意这是温升要求 40时的举荐参考值,假如温升要求低于 40,就需要对散热方式降额使用,0.122 时就需要挑选强迫风冷,假如要求温升
28、很低,甚至要挑选液冷或蒸发冷却了；这里面仍应留意一个问题,是不是强迫风冷能满意散热要求,我们就可以任凭选 择风扇转速呢,就似乎说某件工作,专科学历的学问水平即可胜任,是不是任凭 抓个大专生就能做好呢,当然不是,风扇的转速与气流流速有直接关系,这里又 涉及一个新概念 热阻；热阻 =温度差 / 热耗 （单位 /W）热阻越小就导热性能越好,这个概念等同于电阻,两端的温度差类似于电压,传 导的热量类似于电流；风道的热阻涉及流体力学的一些运算,假如我们在热设计 方面要求不是很苛刻,可通过估算或试验得出,假如要求很苛刻,可以查阅GJB/Z27-92 电子设备牢靠性热设计手册 ,里面有许多系数、假设条件的组
29、 合,三言两语说不清晰,个别系数我也没搞明白如何与现实的风道设计结合,比 如,风道中有一束电缆、风道的壁不是匀称的金属板,而是有高低不平带器件的 电路板,对一些系数就只能估算了,最精确的方式反而是试验测量了；热阻更多的是用于散热器的挑选,一般厂家都能供应这个参数；举例,芯片功耗 R；20W,芯片表面不能超过 85,最高环境温度 55,运算所需散热器的热阻 运算：实际散热器与芯片之间的热阻近似为 0.1 /W ,就 R+0.1=85-55 /20W ,就 R=1.4 /W；依据这个数值选散热器就可以了；这里面留意一个问题 ,我们在运算中默认为热耗 芯片功率,对一般的芯片,我们都可以这样估算,由于
30、芯片中没有驱动机构,没有其他的能量转换机会,大 部分是通过热量转化掉了；而对于电源转换类芯片或模块,就不行以这样算,比 如电源,它是一个能源输出,它的输入电量一部分转化成了热,另外很大部分转 化成电能输出了,这时候就不能认为热耗功率；以上部分是定量设计部分的内容,在有了一个定量的设计指导后,也有一些详细的工程技巧来帮忙实现理论运算结果的要求；一般的热设计思路有三个措施：名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 降耗、导热、布局；降耗是不让热量产生；导热是把热量导走不产生影响；布局是热也没散掉但通过 措施隔离热敏锐器件；有
31、点类似于电磁兼容方面针对发射源、传播路径、敏锐设 备的三个措施；降耗是最原始最根本的解决方式,降额和低功耗的设计方案是两个主要途径,低功耗的方案需要结合详细的设计进行分析,不予赘述；器件选型时尽量选用发热小的元器件,如片状电阻、线绕电阻少用碳膜电阻 ；独石电容、钽电容 少用纸介电容 ；MOS、CMOS 电路 少用锗管 ；指示灯采纳发光二极管或液晶屏 少用白炽灯 ,表面安装器件等；除了挑选低功耗器件外,对一些温度敏锐的特型元件进行温度补偿与掌握也是解决问题的方法之一 定量测量关键器件；,特殊是放大电路的电容电阻等降额是最需要考虑的降耗方式,假设一根细导线,标称能通过 10A 的电流,电流在其上产
32、生的热量就较多,把导线加粗,增大余量,标称通过 20A 的电流,就同样都是通过 10A 电流时,由于内阻产生的热损耗就会减小,热量就小；而且由于降额,在环境温度上升时,器件性能下降情形下,但由于有余量,即使性能下降,也能满意要求,这是降额对于增强牢靠性的另一个作用,将是另一篇博客文章的内容；导热的设计规范比较多,挑一些比较常见的排列：1.进风口和出风口之间的通风路径须经过整个散热通道,一般进风口在机箱下侧方角上,出风口在机箱上方与其最远离的对称角上；2.防止将通风孔及排风孔开在机箱顶部朝上或面板上；3.为防止气流回流,进口风道的横截面积应大于各分支风道截面积之和；4.对靠近热源的热敏元件,采纳
33、物理隔离法或绝热法进行热屏蔽；热屏蔽材料有：石棉板、硅橡胶、泡沫塑料、环氧玻璃纤维板,也可用金属板和浇渗金属膜的陶瓷；5.将散热 1w 的零件安装在机座上,利用底板做为该器件的散热器,前提是机座为金属导热材料；6.热管安装在热源上方且管与水平面夹角须 30 度；7.PCB 用多层板结构（对 EMC 也有特别特别大的好处） ,使电源线或地线在电名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 路板的最上层或最下层 8.热源器件特地设计在一个印制板上,并密封、隔离、接地和进行散热处理；9.散热装置 热槽、散热片、风扇 用措施削减热阻
34、：1扩大辐射面积,提高发热体黑度；2提高接触表面的加工精度,加大接触压力或垫入软的可展性导热材料；3散热器叶片要垂直印制板；4大热源器件散热装置直接装在机壳上；10.密封电子设备内外均涂黑漆可帮助散热；为防止辐射热影响热敏器件、热源 屏蔽罩内面的辐射才能要强（涂黑）,外面光滑（不影响热敏器件）,通过热传导散热；11.密封电子设备机壳内外有肋片,以增大对流和辐射面积；12.不重复使用冷却空气；13.为了提高主要发热元件的换热效率、可将元件装入与其外形相像的风道内；14.抽鼓风冷却方式的挑选 15.风机的挑选 16.被散热器件与散热器之间充填导热膏脂,以减小接触热阻；17.被散热器件与散热器之间要
35、有良好的接触,接触表面光滑、平整,接触面粗 糙度 Ra6.3 m；18.辐射是真空中传热的唯独方法,1 确保热源具有高的辐射系数,假如处于嵌埋状态,利用金属传热器传至冷却装置上；2 增加辐射黑度 ；3 增加辐射面积 s；4 辐射体对于吸取体要有良好的视角,即角系数 部件,壁光滑易于反射热；19.机壳表面温度不高于环境温度 1020.液体冷却设计留意事项 21.半导体致冷适用于 22.变压器和电感器热设计检查项目23.减小强迫对流热阻的措施24. 降低接触热阻的措施 布局： 要大； 5 不期望吸取热量的零名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - -
36、- - - - - - 1.元器件布局减小热阻的措施：2元器件安装在正确自然散热的位置上；2元器件热流通道要短、横截面要大和通道中无绝热或隔热物；3发热元件分散安装；4元器件在印制板上直立排放；2.元器件排放削减热影响：1有通风口的机箱内部,电路安装应听从空气流淌方向：进风口放大电路 规律电路 敏锐电路 集成电路 小功率电阻电路有发热元件电路出风 口,构成良好散热通道；2发热元器件要在机箱上方,热敏锐元器件在机箱下方,利用机箱金属壳体作 散热装置；3.合理布局准就：2将发热量大的元件安装在条件好的地方,如靠近通风孔；2将热敏元件安装在热源下面；零件安装方向横向面与风向平行,利于热对流；3在自然
37、对流中,热流通道尽可能短,横截面积应尽量大；4冷却气流流速不大时,元件按叉排方式排列,提高气流紊流程度、增加散热 成效；5发热元件担心装在机壳上时,与机壳之间的距离应 3540cm 4.冷却内部部件的空气进口须加过滤装置,且不必拆开机壳即可更换或清洗；5.设计上防止器件工作热环境的稳固性,以减轻热循环与冲击而引起的温度应力变化；温度变化率不超过1/min,温度变化范畴不超过20,此指标要求可根据产品不同由厂家自行调整；6.元器件的冷却剂及冷却方法应与所选冷却系统及元件相适应,不会因此产生化 学反应或电解腐蚀；7.冷却系统的电功率一般为所需冷却热功率的 3%一 6%；8.冷却时,气流中含有水分,
38、温差过大,会产生凝露或附着,防止水份及其它污染物等导致电气短路、电气间隙减小或发生腐蚀；措施：1 冷却前后温差不要过大；2 温差过大会产生凝露的部位,水分不会造成堵塞或积水,假如有积水,积 水部位的材料不会发生腐蚀； 4 对暴露的导电金属加热缩套管或其他遮挡绝缘措名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 施；上面对降耗、导热、布局的三类措施作了简要的排列,在我们设计一个系统时,也要有一些系统的指标进行评判和作为设计目标,比如电子设备的进口空气与出名师归纳总结 口空气温差应 14、系统总功耗 * W 、系统用到的电源电压不超过*种（种第 16 页,共 16 页类越多,变换就多,效率缺失就多）- - - - - - -