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标题: 传热原理的困惑 [打印本页]

作者: brave7123 时间: 2014-7-12 10:56
标题: 传热原理的困惑
本人测试了一组数据，发现数据与传热原理不匹配的情况，如附图所示
是一个密闭空间（左半图）里有一块电路板，电路板与塑料板距离1mm，塑料板右边距离其表面5mm安装有一块电路板（右半图），要测试电路板（左半图）芯片底下的塑料表面温度有多高，以检验其温度是否达到塑料的软化温度，测点有3个，测点1为塑料表面，测点2为芯片对应反面的PCB表面，测点3为芯片表面，其中电路板（左半图）的PCB板分为FR-4和铝基板，其测试数据如下：

      FR-4时测点温度          铝基板时测点温度
测点1    73                                        70
测点2    85                                        75
测点3    93                                        77

铝基板比FR-4降温效果为：芯片降温14度，PCB板降温10度，塑料表面降温3度，为什么塑料表面降低效果只有3度，而灯降温却14度的效果，按照传热路径上的热阻（PCB板与塑料板之间空气热阻和塑料板本身热阻）并无改变，理论上塑料表面降温至少也应该有10度吧，可是却没有，各位前辈，请指教，不胜感激

作者: MasterWayne2622 时间: 2014-7-12 16:31
多做试验发现些现象做些总结是很好的。
这个问题中你忽略了铝基板的平面导热系数要远远大于FR-4的事实，约500倍，从热流的角度讲，用FR-4时热流大多从芯片附近的区域向塑料板传热，用铝基板时热量有很好的扩散，很大部分热流从整个板面区域通过空气薄层向塑料板传热，你测点1部分通过的热流就变小，温差=热流×热阻（这里温差指测点1和测点2温差），温差自然相对的小。

作者: brave7123 时间: 2014-7-12 17:46
非常感谢楼上的朋友回复
其实上面的是一个LED灯条，灯条的宽度约20mm，长度有80mm，LED功率为0.9W，而PCB至塑料板表面的热阻值应该如何估算呢，只能知道了这个热阻值才能估算两者之间的温差有多大

作者: brave7123 时间: 2014-7-12 18:00
我是这样假定的，FR4时，LED灯的热量全部经过（0.02X0.04假定LED灯的热量只能扩散于PCB上的40mm长）哪此时测点1与测点2的温差=0.9X（0.001（空气间隙）/（0.02X0.04））=1.13度
而铝基板时，LED灯的热量全部经过（0.02X0.08假定LED灯的热量全部扩散于PCB上的80mm长）哪此时测点1与测点2的温差=0.9X（0.001（空气间隙）/（0.02X0.08））=0.563度
两者相差1度都没有，是否矛盾的（事实上实测时两者温差很大的）

作者: frozen 时间: 2014-7-21 19:21
楼上公式里忘记空气的导热系数了。PCB的板温和外壳的板温不均匀，较难估算出热量的具体分布。

作者: ccot 时间: 2014-8-16 23:27
个人理解，塑料板温度主要由密封腔外部散热环境决定，在腔内载荷没有变化，外部散热条件相同的情况下，塑料板的温度不会有太大的变化。更换铝基板后，LED热耗在铝基板内很好的扩散开，导致局部温度明显降低，对应热点附件的塑料板温也会有少量的降低。

作者: 18939956970 时间: 2021-9-30 09:27
cccot 对的

作者: hrtcorner 时间: 2022-12-12 15:30
不说别的，你说热阻未改变就是错的了。你应该是把测试点123的热传路径当做一维的模型来处理才得出热阻没变的结论吧？然后实际是，能量的传递是三维的，如果你要等效成一维模型来处理，可以理解成铝基板极大增大了一维导热中的截面积，所以热阻是减少了。另外严格来说，这个导热路径上的功率也是变化，功率是变大的，当然相对热阻的减小是不如的，所以最终各点温差是减小的。

作者: kaiden999 时间: 2023-1-19 14:28
理论上塑料表面降温至少也应该有10度吧，可是却没有，功率是变大的，当然相对热阻的减小是不如的，所以最终各点温差是减小的。
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不说别的，你说热阻未改变就是错的了。你应该是把测试点123的热传路径当做一维的模型来处理才得出热阻没变的结论吧？
然后实际是，能量的传递是三维的，如果你要等效成一维模型来处理，可以理解成铝基板极大增大了一维导热中的截面积，所以热阻是减少了。

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