電子科技大學(xué)_產(chǎn)品的熱設(shè)計方法

admin 2011-08-27

產(chǎn)品的熱設(shè)計方法
介紹? 為什么要進行熱設(shè)計？

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。

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(jié)構(gòu)的變化—IMC增厚，焊點變脆，機械強度降低；結(jié)溫的升高會使晶體管的電流放大倍數(shù)迅速增加，導(dǎo)致集電極電流增加，又使結(jié)溫進一步升高，最終導(dǎo)致元件失效。
? 熱設(shè)計的目的

      控制產(chǎn)品內(nèi)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。最高允許溫度的計算應(yīng)以元器件的應(yīng)力分析為基礎(chǔ),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。
? 在本次講座中將學(xué)到那些內(nèi)容
          風(fēng)路的布局方法、產(chǎn)品的熱設(shè)計計算方法、風(fēng)扇的基本定律及噪音的評估方法、海拔高度對熱設(shè)計的影響及解決對策、熱仿真技術(shù)、熱設(shè)計的發(fā)展趨勢。
授課內(nèi)容
? 風(fēng)路的設(shè)計方法 20分鐘
? 產(chǎn)品的熱設(shè)計計算方法   40分鐘
? 風(fēng)扇的基本定律及噪音的評估方法 20分鐘
? 海拔高度對熱設(shè)計的影響及解決對策 20分鐘
? 熱仿真技術(shù)、熱設(shè)計的發(fā)展趨勢     50分鐘

熱設(shè)計培訓(xùn)資料下載：電子科技大學(xué)_產(chǎn)品的熱設(shè)計方法.pdf

概述
? 風(fēng)路的設(shè)計方法：通過典型應(yīng)用案例，讓學(xué)員掌握風(fēng)路布局的原則及方法。
? 產(chǎn)品的熱設(shè)計計算方法：通過實例分析，了解散熱器的校核計算方法、風(fēng)量的計算方法、通風(fēng)口的大小的計算方法。
? 風(fēng)扇的基本定律及噪音的評估方法：了解風(fēng)扇的基本定律及應(yīng)用；了解噪音的評估方法。
? 海拔高度對熱設(shè)計的影響及解決對策：了解海拔高度對風(fēng)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(shè)計如何考慮海拔高度對熱設(shè)計準確度的影響。
? 熱仿真技術(shù)：了解熱仿真的目的、要求，常用熱仿真軟件介紹。
? 熱設(shè)計的發(fā)展趨勢：了解最新散熱技術(shù)、了解新材料。
風(fēng)路設(shè)計方法
? 自然冷卻的風(fēng)路設(shè)計
? 設(shè)計要點
? 機柜的后門(面板)不須開通風(fēng)口。
? 底部或側(cè)面不能漏風(fēng)。
? 應(yīng)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(jiān)控及配電不能阻塞風(fēng)道，應(yīng)保證上下具有大致相等的空間。
? 對散熱器采用直齒的結(jié)構(gòu),模塊放在機柜機架上后,應(yīng)保證散熱器垂直放置,即齒槽應(yīng)垂直于水平面。對散熱器采用斜齒的結(jié)構(gòu),除每個模塊機箱前面板應(yīng)開通風(fēng)口外,在機柜的前面板也應(yīng)開通風(fēng)口。
? 自然冷卻的風(fēng)路設(shè)計
? 設(shè)計案例
? 自然冷卻的風(fēng)路設(shè)計
? 典型的自然冷機柜風(fēng)道結(jié)構(gòu)形式
? 強迫冷卻的風(fēng)路設(shè)計
? 設(shè)計要點
? 如果發(fā)熱分布均勻，元器件的間距應(yīng)均勻，以使風(fēng)均勻流過每一個發(fā)熱源.
? 如果發(fā)熱分布不均勻，在發(fā)熱量大的區(qū)域元器件應(yīng)稀疏排列，而發(fā)熱量小的區(qū)域元器件布局應(yīng)稍密些，或加導(dǎo)流條，以使風(fēng)能有效的流到關(guān)鍵發(fā)熱器件。
? 如果風(fēng)扇同時冷卻散熱器及模塊內(nèi)部的其它發(fā)熱器件，應(yīng)在模塊內(nèi)部采用阻流方法，使大部分的風(fēng)量流入散熱器。
? 進風(fēng)口的結(jié)構(gòu)設(shè)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(fēng)道的設(shè)計原則
       風(fēng)道盡可能短，縮短管道長度可以降低風(fēng)道阻力；
       盡可能采用直的錐形風(fēng)道，直管加工容易，局部阻力??；
       風(fēng)道的截面尺寸和出口形狀，風(fēng)道的截面尺寸最好和風(fēng)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(fēng)路設(shè)計
? 典型結(jié)構(gòu)
? 強迫冷卻的風(fēng)路設(shè)計
? 電源系統(tǒng)典型的風(fēng)道結(jié)構(gòu)-吹風(fēng)方式