电子产品散热设计专题空气冷却和散热原理

发布时间:2020-06-11 01:37:21 作者:admin 486
电子产品散热设计专题空气冷却和散热原理
 
        散热器的核心与散热器的底部紧密接触,因此芯片表面散发的热量将通过热传导传递到散热器,然后风扇旋转产生的气流将“吹走”热量。这种循环是处理器散热的简单过程。
         散热器材料的比较;
目前市场上冷却风扇使用的散热片材料一般是铝合金,只有少数是其他材料制成的。那些研究过物理的人都应该知道铝的导热性不是最好的。从效果来看,最好的应该是银,其次是纯铜,然后是铝。然而,前两种材料的价格相对较贵,如果它们用作散热片,成本不容易控制。使用铝也有许多优点,例如重量更轻和塑性更好。因此,考虑到导热性和其他方面,铝已经成为主要的散热材料。然而,我们使用的散热器不是100%纯铝,因为纯铝太软了。如果你想制造散热器,你通常添加少量其他金属使其成为铝合金(以获得更好的硬度)。
即使表面积很大,没有风扇的好散热器也没有用!因为空气不能完全循环,散热效果肯定会大大降低。从这个角度来看,风扇的效果有时甚至比散热器更重要。如果没有好的风扇,散热器的大表面积特性就不能充分显示。选择风扇的目的是风扇吹的风越大越好。风扇吹出的风越强,气流越快,散热效果越好。判断风扇是否足够强,转速是一个重要的依据。速度越快,风越大。只需看看力量。
方位:
市场上通常使用两种轴承,滚珠轴承和含油轴承。球轴承优于含油轴承,声音低,使用寿命长。然而,滚珠轴承的设计相对困难。其中一种技术是预加载,这是指将滚珠固定到轴承套中的过程。这要求滚珠和轴承套的表面紧密结合,没有间隙,以尽量减少钢球的磨损。通常在国内制造厂家的轴承制造中,上、下轴承套正好在预压前,因为钢球尺寸和轴承套尺寸之间肯定会有一定的误差,所以预压后,钢球和轴承套之间总会有5-10微米的间隙,这就是间隙,从而大大增加了轴承的老化和磨损程度,缩短了轴承的使用寿命。在相同的过程中,在NSK的轴承制造中,在预压期间,上下轴承套筒之间将有大约5微米的相对距离,使得轴承套筒在被压下后将紧紧地夹住滚珠,将它们之间的间隙减小到零。在风扇运行过程中,滚珠不会跳动,从而最大限度地减少磨损,确保风扇平稳、长期高速运行。强制空气冷却设计
电子产品散热设计
当自然空气冷却不能解决问题时,需要强制空气冷却,即强制空气冷却。强制风冷利用风扇吹风或排风来提高设备的气流速度,达到散热的目的。强制空气冷却在中高功率电子设备中被广泛使用,因为它具有比自然空气冷却多几倍的传热能力。与其他情况下的强制风冷相比,它具有结构简单、成本低、维护简单等优点。
整机强制风冷有两种形式:鼓风冷却和通风冷却。
吹风冷却的特点是风压大,风量集中。适用于热量分布不均匀、风阻大、机组部件多的情况。当机组风阻较大时,需要单独冷却的元件和热敏元件较多,机组间的热损失差异较大,建议采用凤凰管冷却,以控制各机组的风量。当机柜底层有高风阻部件,中上层有五个热敏部件时,建议采用无风管形式,以降低成本。
风冷具有风量大、风压小、风量分布相对均匀的特点,在强制风冷中应用更为广泛。他也可以分为两种情况,有管道和没有管道。
对于无管道的机架通风,整个机架相当于一个大的风道,要求机柜四周密封,侧壁不应为空。只允许进气口和出气口。考虑到热空气的上升,排气扇通常安装在机架的上部或顶部,出风口朝向大气,进风口安装在机柜的底部。这种无管道空气冷却方法通常用于机柜中每个组件冷却表面空气阻力小的设备。对于气流上升部分的热敏元件或非耐热元件,必须使用空气管来使气流不利地打开并沿所需方向流动。它的进气口通常在机架的侧面,出气口在机柜的顶部。
对于某些功率管、整流管和其他高热设备,它们可以单独或通过管道进行空气冷却。
由于在强制风冷过程中,粉尘、油雾、水蒸气和烟气会被气流带入设备,造成内部污染,如何提高冷却效果,强制风冷设计应遵循以下基本要求。
1.强制空气的流向应尽可能与自然对流空气的流向一致。
2.在气流通道中,应尽可能减小阻力,并应避免大部件堵塞奇数6。气流应该合理地分配到单元和部件。所有的部件和零件都可以平稳地冷却下来,原因是它们应该暴露在公众面前。
3.为了合理布置部件,不发热、低热、低热阻和热敏性的部件应尽可能布置在冷空气的上游(靠近进气口)。其余部件应根据其温度按升序排列。发热高且导热性差的部件必须暴露在冷却空气中,必要时单独冷却。4.在不影响电气性能的前提下,将高热值的部件排列在一起,并与其他部件隔热,从而减少风量和压力,降低风机功率。
5.捐赠机器通风系统的出风口应尽可能远离,以避免气流短路,进风温度和出风温度的差值不应超过14度。
6.用于冷却电子设备内部组件的空气必须经过过滤,并且必须安装防尘端口。
7.在湿热环境下,为了避免潮湿空气对元器件的直接影响,可以采用中空的印刷电路板组装结构。
8.为了保证通风系统的安全可靠运行,有必要对冷却系统中的保护装置进行控制。
9.强制风冷系统的气流噪声和风扇噪声应最小化。
10.通风口应满足电磁兼容性和安全要求。
11.在一些大型电子设备中,为了提高电子电路对电磁干扰的屏蔽能力,通常将多个印刷电路板放置在由金属板制成的密封小盒中,使得元件产生的热量通过盒中的对流、传导和辐射传递到盒壁,然后盒壁被传递到冷却空气中以散热。
12.当多个印刷电路板平行布置在机柜或机柜中时,印刷电路板的间距不应相差太大,否则气流将直接从间距较大的地方流出,从而降低对印刷电路板的冷却效果。
13.在强制风冷设计中,正确选择风机非常重要。有离心式风机和轴流式风机,其中离心式风机具有风压高、风量集中、风量小的特点。轴流风机气压小,风量大。选择风机时,应根据风量、风压、风道阻力特性、体积、重量、噪声等进行综合分析。