產品的熱設計方法
介紹? 為什么要進行熱設計？
高溫對電子產品的影響：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。
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。
? 熱設計的目的
控制產品內部所有電子元器件的溫度，使其在所處的 工作環境條件下不超過標準及規范所規定的最高溫度。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。
? 在本次講座中將學到那些內容
風路的布局方法、產品的熱設計計算方法、風扇的基本定律及噪音的評估方法、海拔高度對熱設計的影響及解決對策、熱仿真技術、熱設計的發展趨勢。
授課內容
? 風路的設計方法 20分鐘
? 產品的熱設計計算方法 40分鐘
? 風扇的基本定律及噪音的評估方法 20分鐘
? 海拔高度對熱設計的影響及解決對策 20分鐘
? 熱仿真技術、熱設計的發展趨勢 50分鐘
概述
? 風路的設計方法 ：通過典型應用案例，讓學員掌握風路布局的原則及方法。
? 產品的熱設計計算方法 ：通過實例分析，了解散熱器的校核計算方法、風量的計算方法、通風口的大小的計算方法。
? 風扇的基本定律及噪音的評估方法：了解風扇的基本定律及應用；了解噪音的評估方法。
? 海拔高度對熱設計的影響及解決對策：了解海拔高度對風扇性能的影響、海拔高度對散熱器及元器件的影響，了解在熱設計如何考慮海拔高度對熱設計準確度的影響。
? 熱仿真技術：了解熱仿真的目的、要求，常用熱仿真軟件介紹。
? 熱設計的發展趨勢：了解最新散熱技術、了解新材料。
風路設計方法
? 自然冷卻的風路設計
? 設計要點
? 機柜的后門(面板)不須開通風口。
? 底部或側面不能漏風。
? 應保證模塊后端與機柜后面門之間有足夠的空間。
? 機柜上部的監控及配電不能阻塞風道，應保證上下具有大致相等的空間。
? 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。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。
? 自然冷卻的風路設計
? 設計案例
? 自然冷卻的風路設計
? 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
? 如果發熱分布均勻， 元器件的間距應均勻，以使風均勻流過每一個發熱源.
? 如果發熱分布不均勻，在發熱量大的區域元器件應稀疏排列，而發熱量小的區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熱器件。
? 如果風扇同時冷卻散熱器及模塊內部的其它發熱器件，應在模塊內部采用阻流方法，使大部分的風量流入散熱器。
? 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。
? 風道的設計原則
風道盡可能短，縮短管道長度可以降低風道阻力；
盡可能采用直的錐形風道，直管加工容易，局部阻力小；
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；
? 強迫冷卻的風路設計
? 典型結構
? 強迫冷卻的風路設計
? 電源系統典型的風道結構-吹風方式
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