【正文】 盡可能采用直的錐形風道，直管加工容易，局部阻力?。? 風道的截面尺寸和出口形狀，風道的截面尺寸最好和風扇的出口一致，以避免因變換截面而增加阻力損失，截面形狀可為園形，也可以是正方形或長方形；、電源系統(tǒng)典型的風道結構吹風方式、電源系統(tǒng)典型的風道結構抽風方式 熱設計的思路以上部分是定量設計部分的內容，在有了一個定量的設計指導后，也有一些具體的工程技巧來幫助實現(xiàn)理論計算結果的要求。 進風口的結構設計原則：一方面盡量使其對氣流的阻力最小，另一方面要考慮防塵，需綜合考慮二者的影響。 如果風扇同時冷卻散熱器及模塊內部的其它發(fā)熱器件，應在模塊內部采用阻流方法，使大部分的風量流入散熱器。 如果發(fā)熱分布不均勻，在發(fā)熱量大的區(qū)域元器件應稀疏排列，而發(fā)熱量小的區(qū)域元器件布局應稍密些，或加導流條，以使風能有效的流到關鍵發(fā)熱器件。、典型的自然冷機柜風道結構形式、強迫冷卻的風路設計、設計要點：252。 對散熱器采用直齒的結構,模塊放在機柜機架上后,應保證散熱器垂直放置,即齒槽應垂直于水平面。 機柜上部的監(jiān)控及配電不能阻塞風道，應保證上下具有大致相等的空間。 應保證模塊后端與機柜后面門之間有足夠的空間。 底部或側面不能漏風。 機柜的后門(面板)不須開通風口。輻射傳熱要求輻射表面必須彼此可見。④輻射換熱面積計算時，如表面積不規(guī)則，應采用投影面積。②對于強迫風冷，由于散熱表面的平均溫度較低，一般可忽略輻射換熱的貢獻。因為此時輻射波長相當長，處于不可見的紅外區(qū)。、 當風速大于1m/s(200CFM)時，可完全忽略浮升力對表面換熱的影響。對能夠提供足夠的集中風冷的場合，建議采用低溫真空釬焊成型的冷板，其齒間距最小可到2mm。、增加散熱器的齒片數(shù)。、由于自然對流達到熱平衡的時間較長，所以自然對流散熱器的基板及齒厚應足夠，以抗擊瞬時熱負荷的沖擊，建議大于5mm以上。、自然冷卻散熱器表面的換熱能力較弱，在散熱齒表面增加波紋不會對自然對流效果產(chǎn)生太大的影響，所以建議散熱齒表面不加波紋齒。c:進行校核計算。 散熱器的設計方法、散熱器設計的步驟通常散熱器的設計分為三步 a:根據(jù)相關約束條件設計處輪廓圖。這里面注意一個問題，我們在計算中默認為熱耗≈芯片功率，對一般的芯片，我們都可以這樣估算，因為芯片中沒有驅動機構，沒有其他的能量轉換機會，大部分是通過熱量轉化掉了。計算：℃/W，則(R+)=(8555) ℃/20W，則R=℃/W。熱阻更多的是用于散熱器的選擇，一般廠家都能提供這個參數(shù)。熱阻=溫度差 / 熱耗（單位℃/W）熱阻越小則導熱性能越好，這個概念等同于電阻，兩端的溫度差類似于電壓，傳導的熱量類似于電流。注意這是溫升要求40℃時的推薦參考值，如果溫升要求低于40℃，就需要對散熱方式降額使用，如果要求溫升很低，甚至要選擇液冷或蒸發(fā)冷卻了。比如某電源調整芯片，體積功率密度=，查下圖得出金屬傳導冷卻可滿足要求按照上圖，可以得出冷卻方法的選擇順序：自然冷卻一導熱一強迫風冷一液冷一蒸發(fā)冷卻。但對于密封設備，則應該用體積功率密度來估算，熱功率密度=熱量 / 體積。如溫升40℃（縱軸），（橫軸），按下圖找到交叉點，落在自然冷卻區(qū)內，得出自然對流和輻射即可滿足設計要求。三、 散熱設計的方法 冷卻方式的選擇我們機電設備常見的是散熱方式是散熱片和風扇兩種散熱方式，有時散熱的程度不夠，有時又過度散熱了，那么何時應該散熱，哪種方式散熱最合適呢？這可以依據(jù)熱流密度來評估，熱流密度=熱量 / 熱通道面積。二、 散熱設計的目的控制產(chǎn)品內部所有電子元器件的溫度，使其在所處的 工作環(huán)境條件下不超過標準及規(guī)范所規(guī)定的最高溫度。那么問一個問題，如果假設電流過載嚴重，但該部位散熱極好，能把溫升控制在很低的范圍內，是不是器件就不會失效了呢？答案為“是”。高溫對電子產(chǎn)品的影響：絕緣性能退化；元器件損壞；材料的熱老化；低熔點焊縫開裂、焊點脫落。YEALINK產(chǎn)品熱設計VCS項目散熱預研文庫貢獻者2012124熱設計、冷卻方式、散熱器、熱管技術電子產(chǎn)品的散熱設計一、 為什么要進行散熱設計在調試或維修電路的時候，我們常提到一個詞“**燒了”，這個**有時是電阻、有時是保險絲、有時是芯片，可能很少有人會追究這個詞的用法，為什么不是用“壞”而是用“燒”？其原因就是在機電產(chǎn)品中，熱失效是最常見的一種失效模式，電流過載，局部空間內短時間內通過較大的電流，會轉化成熱，熱**不易散掉，導致局部溫度快速升高，過高的溫度會燒毀導電銅皮、導線和器件本身。所以電失效的很大一部分是熱失效。溫度對元器件的影響：一般而言，溫度升高電阻阻值降低；高溫會降低電容器的使用壽命；高溫會使變壓器、扼流圈絕緣材料的性能下降， 一般變壓器、扼流圈的允許溫度要低于95C；溫度過高還會造成焊點合金結構的變化—IMC增厚，焊點變脆，機械強度降低；結溫的升高會使晶體管的電流放大倍數(shù)迅速增加，導致集電極電流增加，又使結溫進一步升高，最終導致元件失效。由此可見，如果想把產(chǎn)品的可靠性做高，一方面使設備和零部件的耐高溫特性提高，能承受較大的熱應力（因為環(huán)境溫度或過載等引起均可）；另一方面是加強散熱，使環(huán)境溫度和過載引起的熱量全部散掉，產(chǎn)品可靠性一樣可以提高。最高允許溫度的計算應以元器件的應力分析為基礎,并且與產(chǎn)品的可靠性要求以及分配給每一個元器件的失效率相一致。 按照《GJB/Z2792 電子設備可靠性熱設計手冊》的規(guī)定（如下圖1），根據(jù)可接受的溫升的要求和計算出的熱流密度，得出可接受的散熱方法。大部分散熱設計適用于上面這個圖表，因為基本上散熱都是通過面散熱。下圖（圖2）是溫升要求不超過40℃時，不同體積功率密度所對應的散熱方式。、輻射、自然對流等方法冷卻；；～；。 散熱器的選擇這里面還應注意一個問題，是不是強迫風冷能滿足散熱要求，我們就可以隨便選擇風扇轉速呢，當然不是，風扇的轉速與氣流流速有直接關系，這里又涉及一個新概念——熱阻。風道的熱阻涉及流體力學的一些計算，如果我們在熱設計方面要求不是很苛刻，可通過估算或實驗得出，如果要求很苛刻，可以查閱《GJB/Z2792 電子設備可靠性熱設計手冊》，里面有很多系數(shù)、假設條件的組合，三言兩語說不清楚，個別系數(shù)我也沒搞明白如何與現(xiàn)實的風道設計結合，比如，風道中有一束電纜、風道的壁不是均勻的金屬板，而是有高低不平帶器件的電路板，對一些系數(shù)則只能估算了，最準確的方式反而是實驗測量了。舉例，芯片功耗20W，芯片表面不能超過85℃，最高環(huán)境溫度55℃，計算所需散熱器的熱阻R。依據(jù)這個數(shù)值選散熱器就可以了。而對于電源轉換類芯片或模塊，則不可以這樣算，比如電源，它是一個能源輸出，它的輸入電量一部分轉化成了熱，另外很大部分轉化成電能輸出了，這時候就不能認為熱耗≈功率。 b:根據(jù)散熱器的相關設計準則對散熱器齒厚、齒的形狀、齒間距、基板厚度進行優(yōu)化。、 自然冷卻散熱器的設計方法、考慮到自然冷卻時溫度邊界層較厚，如果齒間距太小，兩個齒的熱邊界層易交叉，影響齒表面的對流，所以一般情況下，建議自然冷卻的散熱器齒間距大于12mm，如果散熱器齒高低于10mm，可按齒間距≥。、自然對流的散熱器表面一般采用發(fā)黑處理，以增大散熱表面的輻射系數(shù)，強化輻射換熱。、 強迫冷卻散熱器的設計方法、 在散熱器表面加波紋齒。目前國際上先進的擠壓設備及工藝已能夠達到23的高寬比，國內目前高寬比最大只能達到8。、 采用針狀齒的設計方式，增加流體的擾動，提高散熱齒間的對流換熱系數(shù)。 、 在一定冷卻條件下，所需散熱器的體積熱阻大小的選取方法 、 在一定的冷卻體積及流向長度下，確定散熱器齒片最佳間距的大小的方法 、 不同形狀、不同的成型方法的散熱器的熱傳遞效率比較的大小的方法 、 散熱器的相似準則數(shù)及其應用方法、相似準則數(shù)的定義、 相似準則數(shù)的應用、散熱器的基本的優(yōu)化方法、不同風速下散熱器齒間距選擇方法、優(yōu)化散熱器齒間距的經(jīng)驗公式及評估風速變化對熱阻的影響的經(jīng)驗公式、輻射換熱的考慮原則①如果物體表面的溫度低于50℃，可忽略顏色對輻射換熱的影響。而在紅外區(qū)，一個良好的發(fā)射體也是一個良好的吸收體，發(fā)射率和吸收率與物體表面的顏色無關。③如果物體表面的溫度低于50℃，可不考慮輻射換熱的影響。即沿表面各部分繃緊繩子求得的就是這一投影面積，如下圖所示。 風路的設計方法、自然冷卻的風路設計、設計要點：252。252。252。252。252。對散熱器采用斜齒的結構,除每個模塊機箱前面板應開通風口外,在機柜的前面板也應開通風口。 如果發(fā)熱分布均勻， 元器件的間距應均勻，以使風均勻流過每一個發(fā)熱源.252。252。252。252。一般的熱設計思路有三個措施：降耗、導熱、布局。降耗是最原始最根本的解決方式，降額和低功耗的設計方案是兩個主要途徑，低功耗的方案需要結合具體的設計進行分析，不予贅述。除了選擇低功耗器件外，對一些溫度敏感的特型元件進行溫度補償與控制也是解決問題的辦法之一，尤其是放大電路的電容電阻等定量測量關鍵器件。而且因為降額，在環(huán)境溫度升高時，器件性能下降情況下，但因為有余量，即使性能下降，也能滿足要求，這是降額對于增強可靠性的另一個作用。熱屏蔽材料有：石棉板、硅橡膠、泡沫塑料、環(huán)氧玻璃纖維板，也可用金屬板和澆滲金屬膜的陶瓷；E、將散熱1w的零件安裝在機座上，利用底板做為該器件的散熱器，前提是機座為金屬導熱材料；F、熱管安裝在熱源上方且管與水平面夾角須30度；G、PCB用多層板結構（對EMC也有非常非常大的好處），使電源線或地線在電路板的最上層或最下層…H、熱源器件專門設計在一個印制板上，并密封、隔離、接地和進行散熱處理；I、散熱裝置(熱槽、散熱片、風扇)用措施減少熱阻：a、擴大輻射面積，提高發(fā)熱體黑度；b、提高接觸表面的加工精度，加大接觸壓力或墊入軟的可展性導熱材料；c、散熱器葉片要垂直印制板；d、大熱源器件散熱裝置直接裝在機殼上；J、密封電子設備內外均涂黑漆可輔助散熱；為避免輻射熱影響熱敏器件、熱源屏蔽罩內面的輻射能力要強（涂黑），外面光滑（不影響熱敏器件），通過熱傳導散熱；K、密封電子設備機殼內外有肋片，以增大對流和輻射面積；L、不重復使用冷卻空氣；M、為了提高主要發(fā)熱元件的換熱效率、可將元件裝入與其外形相似的風道內；N、抽鼓風冷卻方式的選擇…O、風機的選擇…P、被散熱器件與散熱器之間充填導熱膏(脂)，以減小接觸熱阻；Q、被散熱器件與散熱器之間要有良好的接觸，接觸表面光滑、平整，接觸面粗糙度Ra≤；R、輻射是真空中傳熱的唯一方法a、確保熱源具有高的輻射系數(shù)，如果處于嵌埋狀態(tài)，利用金屬傳熱器傳至冷卻裝置上；