产品的热设计方法
介绍 为什么要进行热设计？
高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。
温度对元器件的影响：一般而言，温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降， 一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C；温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集电极电流增加，又使结温进一步升高，最终导致元件失效。
热设计的目的
控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的 工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。
在本次讲座中将学到那些内容
风路的布局方法、产品的热设计计算方法、风扇的基本定律及噪音的评估方法、海拔高度对热设计的影响及解决对策、热仿真技术、热设计的发展趋势。
授课内容
风路的设计方法 20分钟
产品的热设计计算方法 40分钟
风扇的基本定律及噪音的评估方法 20分钟
海拔高度对热设计的影响及解决对策 20分钟
热仿真技术、热设计的发展趋势 50分钟
概述
风路的设计方法 ：通过典型应用案例，让学员掌握风路布局的原则及方法。
产品的热设计计算方法 ：通过实例分析，了解散热器的校核计算方法、风量的计算方法、通风口的大小的计算方法。
风扇的基本定律及噪音的评估方法：了解风扇的基本定律及应用；了解噪音的评估方法。
海拔高度对热设计的影响及解决对策：了解海拔高度对风扇性能的影响、海拔高度对散热器及元器件的影响，了解在热设计如何考虑海拔高度对热设计准确度的影响。
热仿真技术：了解热仿真的目的、要求，常用热仿真软件介绍。
热设计的发展趋势：了解最新散热技术、了解新材料。
风路设计方法
自然冷却的风路设计
设计要点
机柜的后门(面板)不须开通风口。
底部或侧面不能漏风。
应保证模块后端与机柜后面门之间有足够的空间。
机柜上部的监控及配电不能阻塞风道，应保证上下具有大致相等的空间。
对散热器采用直齿的结构,模块放在机柜机架上后,应保证散热器垂直放置,即齿槽应垂直于水平面。对散热器采用斜齿的结构,除每个模块机箱前面板应开通风口外,在机柜的前面板也应开通风口。
自然冷却的风路设计
设计案例
自然冷却的风路设计
典型的自然冷机柜风道结构形式
强迫冷却的风路设计
设计要点
如果发热分布均匀， 元器件的间距应均匀，以使风均匀流过每一个发热源.
如果发热分布不均匀，在发热量大的区域元器件应稀疏排列，而发热量小的区域元器件布局应稍密些，或加导流条，以使风能有效的流到关键发热器件。
如果风扇同时冷却散热器及模块内部的其它发热器件，应在模块内部采用阻流方法，使大部分的风量流入散热器。
进风口的结构设计原则：一方面尽量使其对气流的阻力最小，另一方面要考虑防尘，需综合考虑二者的影响。
风道的设计原则
风道尽可能短，缩短管道长度可以降低风道阻力；
尽可能采用直的锥形风道，直管加工容易，局部阻力小；
风道的截面尺寸和出口形状，风道的截面尺寸最好和风扇的出口一致，以避免因变换截面而增加阻力损失，截面形状可为园形，也可以是正方形或长方形；
强迫冷却的风路设计
典型结构
强迫冷却的风路设计
电源系统典型的风道结构-吹风方式
标签： 点击： 评论:
