散热防热在结构设计中的应用
来源：新世纪LED论坛https://www.doczj.com/doc/624347322.html, 根据热传导的途径来说，散热相应有以下三种主要方式：
一、散热片导热式散热
1、良好接触面：要求发热件与散热片要有良好接触，尽可能降低接触热阻，所以最好有大的接触面，接触面还需要有较高的光洁度，为了弥补因接触面的粗糙而导致的贴合不良，可以在中间涂抹导热脂，可以有效降低接触热阻；
2、良好的导热材料：铜、铝都有较好的导热性能，铜的导热系数虽然优于铝，但铜有密度太高、价格贵的缺点，所以实际应用中铝材是应用最多；
3、散热片固定方式：这个也是比较重要的一环，如果不能把发热件与散热片良好接触，也是无法有效把热量传导到散热器上的，应用中有直接用螺丝钉紧固的，也有用弹簧片压固的，可以根据需要选择设计，需要说明的是，有些功率器件和散热片之间有绝缘要求，中间选用的绝缘材料就一定要选用低热阻的材料，比如：聚脂薄膜、云母片等，实际安装中还要注意固定位置应使用受力均匀分布；
4、散热片的形状：包括页片与基材的形状尺寸，要有尽可能加大散热表面积，这样散热片的热量才能快速与周围空气对流，比如说增加页片数目、在页片上做波浪纹都是好办法；基材要厚一些比较好，长而薄的散热片效率很差，在远端基本上是不起作用的了；
二、对流散热
1、自然对流：发热器件或者散热片的热量可以是依靠自然对流散热，这样的话，发热件或者散热片最好以长边取为垂直方向为佳，而且要尽量使散热片的横断面与水平面方向平行，因为热空气是上升的，这样才比较有利于空气流通，象单面页片式的散热器就比较适合安装在机体背板以自然对流方式散热；
2、强制对流：采用风扇强制吸、排的方式拉动一个风场来加强空气对流，是比较有效的散热方式，可以根据需要选择合适的风扇规格与数目，在设计上要注意的有这么几点：
A、各风扇风场方向要一致，不要互相打架，否则效率肯定大打折扣，对机箱内部来说最好有相应的进风口与出风口；
B、采用强制风冷时，对于页片式散热片来说，要使页片方向与风道气流方向一致
c、机箱上要根据风场的需要留出相应的散热孔，散热孔并非越多、越大就越好，首先散热孔的大小根据不同的安规等级有相应限制，还要考虑EMI的要求（可以参考一下附图）；另外，重为重要的是：散热孔的分布要与风道气流的流向吻合，
三、辐射散热
这种散热方式给设计者留出的空间相对较少，对于发热器件与散热片来说，表面光洁度越高，辐射效率越差，所以比较廉价而且较有效的一个手段是把铝型材散热器表面做氧化处理，这层氧化层可以大大改善辐射效率（比如，一个表面研磨光洁的散热片，表面辐射率可能在0.1左右，做过氧化处理后，辐射率的值可以升高到1）
当然现在还有其他多种多样的散热方式，如液体致冷，蒸发冷却，半导体制冷，热管传热等，但基本思路都是围绕这几方面来考虑的。
此外，防热设计主要从合理布置元器件，合理排布印刷电路板，合理安排机箱内部结构件三个方面来考虑。
散热又和电磁兼容好象很冲突，怎样更好的解决这个问题呢？
对于thermal来说孔越大越好，全开最好；EMI则要求孔越小越好，不开最好，同时考虑到防护等级，一般散热孔都是条状；简单讲就是：开小孔；多开孔。
防水产品的散热一般通过灌胶来处理。
对于散热，如果散热片够用的话绝不用风扇，因为风扇要取电,而且容易坏。
密封产品的散热，比较直接的方法是在内部形成风路风道，使发热元件的热尽量在内部分散开，也可以直接把发热元件铁在机箱内壁，或者通过比较好的传导热器件进行传导到机箱上（市面上有比铜传热更快的多的器件）
电热器具通常是这样进行散热的。于器具底部开进风栅，利用热风上流的特性，只要在器具的上部也设置相应的通风口，便形成一套很有效率的自下而上的对流系统了。很多电器把线路板设在底部进风栅的上面，以此对IC及变压器等元件进行降温。
视频产品的结构设计，在散热片和芯片之间必须涂导热硅胶(类似牙膏)，这个可以增加散热效果，因为
导热硅胶可以将散热片和芯片之间的缝隙填平，增加了传导的效果。另外在散热片侧面装一个风机(最好是带信号控制线的哪种)
做大尺寸液晶显示器产品其液晶在高温下很容易老化，屏幕上出现一大块一大块的坏点，可以通过加装风机来解决的；根据实验结果，加风机后显示器内部湿度很环境温度只差三度左右，如果不加温差有十五度左右，所以效果是很明显的；采用的从机箱底部进风，风机安装在机箱上部，抽风。
机箱上面的开孔要与风机的方向在同一直线上，这样空气的流动路线最短，但在风机与机箱的散热孔之间最好不要有元器件，它们会影响空气的流动。其实风道的设计是很复杂的，但只要在50度的环境下连续运行48小时机器仍然能正常工作，说明您的设计就是正确的，优秀的。
机壳的热设计
电子设备的机壳是接受设备内部热量，并通过他将热量散发到周围环境的一个重要热传导环节。机壳的热设计在采用自然散热和一些密闭性的电子设备中显得格外重要。由试验证明，不同结构形式和涂覆处理的散热效果差异较大，经验证明：
1。增加机壳内外表面的黑度，开通风孔（百叶窗）等都能降低电子设备内部元器件的温度。
2.机壳内外表面高黑度的散热效果比两侧开百叶窗的自然风冷对流效果好。内外表面高黑度时，内部平均降温20度左右，而两侧开百叶窗时（内外表面光亮），其温度只降8度左右。
3.机壳内外表面高黑度的散热效果比单面高黑度的效果好，特别是提高外表面的黑度时降低机壳表面温度的有效办法。
4。在机壳内外表面黑化基础上，合理的改进通风结构，加强空气对流，可以明显降低设备的内外温度。5。通风口的位置应注意其流短路而影响散热效果，通风口的进出口应设在温差最大的两处，进风口要低，出风口要高。风口要接近发热元件，使冷空气直接起到冷却元件的作用。
6.在自然散热时，通风孔面积计算很重要。可根据设备需由通风口的散热两计算：S0=Q/
7.4*10^5*H*t
其中：S0为进风口或出风口的种面积cm^2
Q为通风孔自然散热的热量（设备的总功耗减去壁面自然对流和辐射散去的热量）w
H 为进出风口的高度差cm
t=t2-t1 设备内部空气温度t2与外部空气温度t1之差
7。通风口的结构形式很多，由金属网，百叶窗等等，设计时要根据散热需要，既要结构简单，不易落灰，
又要能满足强度，电磁兼容性要求和美观大方。
8。密封机壳的散热主要靠对流和辐射决定与机壳表面积和黑度，可以通过减少发热器件与机壳的传导热阻，加强内部空气对流（如风机）增加机壳表面积（设散热筋片）和机壳表面黑度等来降低内部环境温度。
热分析模拟软件
anysys , pro-mechanicar 結構模擬
flothem IcePak 熱流電子模擬
star-CD , star-LT 流體模擬
一般目前流行這些，國內剛開始；從經驗設計轉化向分析設計，做散熱模擬用的是 IcePak
在ICEPAK仿真测试中一般选择
emissivity=0.09( Al-commercial-surface)
emissivity=0.35(Paint-Al surface)
emissivity=0.98(paint-black parsons)
给大家推荐一种更牛的散热方式:Panasonic最正宗的Toughbook系列中的拳头产品CF-29散热众所周知，热量的传导方式有，辐射，传导，对流三种，大多数笔记本采用的都是风冷方式，风冷方式本来无可厚非，可是却会引入几个新的问题.
一是能量的消耗，一般一个风扇的能耗在0.4W到1W之间，笔记本用电池能量是极其宝贵的一般一个电池的总容量在24W到70W之间，高级一点的风扇采用温控机制可以省一些电但实际情况是风扇一旦转起来就不会停下来了，省电效果极为有限；
二是噪音的增加，这在新机器上还好一点，随着使用时间的延长风扇转轴的磨损噪声也就与日俱增；
三是灰尘的引入，空气的对流势必会引入灰尘，灰尘积聚在散热片上达不到良好的散热效果。
因此可以完全抛弃主动式风冷的方式采用被动式的散热，当然不是，这里提供秘密武器——热管。图1 热管是现在比较热门的玩艺，君不见某某显卡竟然用热管散热器来当卖点，殊不知热管在笔记本家族中已经有些年头了，不过当时由于成本较高只能用在笔记本这种奢侈品中现在开始在台式机的市场上攻城掠地了。热管的原理也就是在一条抽成负压的铜管子里面放入一些低沸点液体，热管一端受热的时候液体因为气压高沸点低也就蒸发，蒸发是会吸收大量的热的，而在热管的另一头遇冷气体就冷凝变回液体并由于毛细孔作用回流到另一端，循环往复（图2）。
由图1可以看出，笔记本的显卡和CPU的热量由两条热管负责将热量分配到整个底座，从而将两点热源变成五点热源，五点热源的温度大致相等从而达到了分散热量不至过度集中的目的。从图中我们可以看到整机设计的时候对热量的分布是十分之均匀的，键盘左方是CPU的一点热源分支，而键盘右边是发热量比较大的PCMCIA插槽，同样的掌托左便是CPU的另外一点热源分支，而右边则是键盘，这样的安排使的键盘和掌托局部都不至于过热，而是否过热是影响手感和舒适度的一大关键。从图中我们也可以看到热管的两端都被厚厚的铜片紧密的压着，铜的导热特性要比铝好，热管也是铜做的，而且厚铜块更利于热量的扩散。CPU和铜块之间并不是直接相连的，因为一来铜块的表面要打磨成十分光滑的镜面效果才能保证妥贴接触，二来主板和底座靠螺钉紧固如果螺钉稍微松动导致铜块和CPU不能良好的接触后果堪逾。因此CPU和铜矿之间是通过一片导热胶来完成热量传输的。既然热管导热能力如此优良为什么还要用两条（好像武功如此高强，一剑封喉何必用第二剑？）这是因为热管在每个拐角处都会损失30％左右的效率。除了热管以外，CPU上直接覆盖的铝制散热片还通过一条向上的分支紧贴键盘下面的大块铝板（图3）。
也许会有人怀疑这种无风扇设计的被动式散热的可靠性，实践证明了在环境温度32度的情况下连续观看RMVB电影CPU占用率在90％到100％之间1个小时后CPU温度在65度，比IBM600系列等一些相同配置采用风扇的机型还要低。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/624347322.html, 大功率LED灯散热器结构设计 作者：潘裕向文江 来源：《山东工业技术》2018年第05期 摘要：针对大功率LED灯工作时散热性差、灯具光功率减小、灯芯片易老化等问题，对大功率LED灯的散热器结构进行研究。详细介绍了LED灯散热技术、灯具的热分析及散热片的优化设计，并就LED灯散热问题在ANSYS软件中搭建模型进行散热器结构参数设计与热分析。仿真结果表明，通过热分析实现对LED灯散热结构参数设计，理论上在大功率LED灯中安装优化设计后的散热片可以很好的解决灯具工作时的散热问题。 关键词：大功率LED灯；热分析；ANSYS软件 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/624347322.html,ki.37-1222/t.2018.05.005 0 引言 发光二极管（Light Emitting Diode，LED）属于21世纪具有好的发展前景的新型冷光源[1]。LED灯的发光原理理就是靠是靠发光二极管内部的PN结里的电子在能带间跃迁进而产生光能，但芯片会出现发热的现象，尤其是大功率型LED。若将多个LED串并联组装成一个模组，其散发出的热量会大大增加。目前，LED整体工作效能不是很好，只有15%-20%的电能量成功转化为光能，而剩余的80%-85%的电能量则通过其它形式转化为热能，致使芯片功率 密度变得很大。在行业内LED器件的散热性整体而言较差，首先，因为发白光的LED灯其发光的光谱中并不包含红外部分，即其工作时产生的热量不能依靠红外辐射进行释放；其次，LED灯具本身的扩散热阻与解除热阻很大，工作时产生热量较多。在LED灯工作时，若散热性不好将会产生十分严重的后果[2]，如缩减LED灯的光能量输出，减少器件的使用寿命，会造成LED发射光的主波长产生偏移等。 近年来，如何使LED灯工作时产生的热能以最快的方式散发出去这一关键问题被国内外学术界关注，进而相对应地进行各种研究。由于LED灯具多采用经验化设计进行散热，散热装置过于传统且专业性不高，导致当前LED灯具的散热问题仍未得到解决。因而，通过对大功率LED灯具的热分析与热设计后进行散热器的结构设计具有及其重要的现实意义。 论文详细介绍了LED灯的散热技术并建立相应散热器模型，然后选取了一款大功率的LED灯作为论文的研究模型，利用ANSYS有限元分析软件[3]对该款LED灯模型进行热分析，得到灯具各点的温度分布与芯片工作时产生的最高温度，在上述测量数据的基础上对该灯的散热结构进行优化设计，最终得到十分满意的散热效果。 1 LED灯散热技术及模型建立 1.1 LED灯散热技术
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910359479.0 (22)申请日 2019.04.30 (71)申请人 西安交通大学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 魏进家 袁博 张永海 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 安彦彦 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称一种电子器件散热装置与方法(57)摘要一种电子器件散热装置与方法，包括设置在流动通道内的电子器件，电子器件布置在流动通道的底面上；流动通道顶面上开设有第一出口与第二出口，与第一出口相连的第一管道上设置有第一电磁阀，与第二出口相连的第二管道上设置有第二电磁阀，流动通道底面上开设第一入口和第二入口，与第一入口相连的第三管道上设置有第三电磁阀；与第二入口相连的第四管道上设置有第四电磁阀。由一台PLC控制四枚电磁阀两两一组进行交替的开启与闭合，通过往复流动的液体对电子器件表面气泡的进行持续高效冲击，促使气泡脱离加热表面，并离开流道，显著提升了换热系数和临界热流密度，达到高热流密度条件 下电子器件散热的需求。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 110099548 A 2019.08.06 C N 110099548 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110099548 A 1.一种电子器件散热装置，其特征在于，包括设置在流动通道(5)内的电子器件，电子器件布置在流动通道(5)的底面上；流动通道(5)顶面上开设有第一出口与第二出口，与第一出口相连的第一管道(13)上设置有第一电磁阀(1)，与第二出口相连的第二管道(14)上设置有第二电磁阀(2)，流动通道(5)底面上开设第一入口和第二入口，与第一入口相连的第三管道(15)上设置有第三电磁阀(7)；与第二入口相连的第四管道(16)上设置有第四电磁阀(11)。 2.根据权利要求1所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，流动通道(5)的横截面为矩形。 3.根据权利要求1所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，第一入口与第二入口之间的距离以及第一出口与第二出口之间的距离均大于电子器件的长度10mm。 4.根据权利要求1所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，第一电磁阀(1)、第二电磁阀(2)、第三电磁阀(7)与第四电磁阀(11)均与可编程逻辑控制器相连。 5.根据权利要求1所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，第三电磁阀(7)与第四电磁阀(11)的入口均与流量计(6)相连。 6.根据权利要求5所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，流量计(6)与离心泵(12)相连。 7.根据权利要求1所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，电子器件连接有直流电源(10)。 8.根据权利要求1所述的一种电子器件散热装置，其特征在于，当第一电磁阀(1)与第四电磁阀(11)开启时，第二电磁阀(2)与第三电磁阀(7)闭合；当第二电磁阀(2)与第三电磁阀(7)开启时，第一电磁阀(1)与第四电磁阀(11)闭合。 9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述散热装置的散热方法，其特征在于，通过可编程逻辑控制器相连控制第一电磁阀(1)与第四电磁阀(11)开启，第二电磁阀(2)与第三电磁阀(7)闭合，流动通道(5)内液体从右向左流过电子器件表面，进行流动沸腾换热；在经过一个动作周期后，第二电磁阀(2)与第三电磁阀(7)开启，第一电磁阀(1)与第四电磁阀(11)闭合，液体反向，从左向右流过电子器件表面；如此反复切换电磁阀工作状态，实现液体的高频往复流动，从而实现对电子器件的散热。 10.一种根据权利要求(9)所述的散热方法，其特征在于，一个动作周期为50ms。 2
夏天到来，专注DIY的我们开始对CPU散热器“关怀备至”。其实，这个能让CPU“变废为宝”的小小玩意，始终都是众多DIYer们关心的热门话题，尤其是那些超频发烧友。近期AMD X2处理器不断降价，Intel新双核奔腾、单核酷睿赛扬各显神通，这些低端单/双核超频悍将给主流DIY市场留下了太多的想象空间。跃跃欲试的主流玩家希望购买到最匹配的散热器“压榨”CPU性能。 纵观市场上的CPU散热器，从低端的纯铝鳍片，到中端的纯铜、铝鳍塞铜式、铝鳍压铸铜式、热管式，再到高端的水冷、油冷、半导体制冷、压缩机制冷、干冰制冷、液氮制冷、液氦制冷等等一应俱全。散热方式从被动散热到主动散热，再到主动制冷，品种五花八门，种类极其繁多。 在如此琳琅满目的散热器产品中，如何才能挑选到适合自己的CPU散热器呢？下面我们就从“理论”入手，详细介绍一下各种材质、结构散热器的性能分析。 风冷散热器 作为中低端散热器市场的首要选择，风冷散热器在性价比上获得了很好的平衡。材质普通、结构简单的产品几十元即可买到，应付入门级处理器超频没有问题。而要想获得更高性能，风冷散热器一样可以提供材质高档、结构先进的“前卫”型产品。一套完整的风冷散热器应该是由散热片、风扇和扣具三部分组成，下面我们分别进行介绍。 散热片 1．纯铝散热片 纯铝散热片 这种散热片是目前使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造。铝是地球上含量最高的金属，成本低和热容低是其主要特点。虽然吸慢，但放热快，散热效果跟其结构和做工成
正比。散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好。其散热原理非常简单：利用散热器上的散热片来增大与空气的接触面积，再利用风扇来加速空气流动从而带走散热片上的热量。采用纯铝材质的散热片价格低廉，搭配低端CPU使用性价比合理。 2．纯铜散热片 纯铜散热片 顾名思义，纯铜散热片的材质为纯铜。因为铜跟铝相比有个先天的优点：热传导效能为412w/mk，比铝的226w/mk提高了将近1倍，但铜也有个先天的缺点：热容太高了。也就是说这种散热片吸热快但放热慢，热量在铜片中大量聚集，需要配合高转速大尺寸风扇才能满足散热需求。 由于铜具有良好的韧性，因此制造上要比铝容易得多。散热片的密度也可以比铝做得更高，散热面积也相应更大，这些都可以弥补其热容高所导致散热慢的不足。但纯铜的成本要比铝高很多，还要搭配更高档次的风扇才能满足散热需求，直接导致纯铜散热器的价格居高不下，目前已经慢慢退出独立散热器的历史舞台。 3．铝鳍塞铜式散热片 铝鳍塞铜式散热片
散热在结构设计中的应用___专栏！ 包括，散热方式的选择，结构的设计，材料选用等 我先根据个人的一点经验，总结出来随便谈谈。 根据热传导的途径来说，散热相应有以下三种主要方式： 一、散热片导热式散热 1、良好接触面：要求发热件与散热片要有良好接触，尽可能降低接触热阻，所以最好有大的接触面，接触面还需要有较高的光洁度，为了弥补因接触面的粗糙而导致的贴合不良，可以在中间涂抹导热脂，可以有效降低接触热阻； 2、良好的导热材料：铜、铝都有较好的导热性能，铜的导热系数虽然优于铝，但铜有密度太高、价格贵的缺点，所以实际应用中铝材是应用最多； 3、散热片固定方式：这个也是比较重要的一环，如果不能把发热件与散热片良好接触，也是无法有效把热量传导到散热器上的，应用中有直接用螺丝钉紧固的，也有用弹簧片压固的，可以根据需要选择设计，需要说明的是，有些功率器件和散热片之间有绝缘要求，中间选用的绝缘材料就一定要选用低热阻的材料，比如：聚脂薄膜、云母片等，实际安装中还要注意固定位置应使用受力均匀分布； 4、散热片的形状：包括页片与基材的形状尺寸，要有尽可能加大散热表面积，这样散热片的热量才能快速与周围空气对流，比如说增加页片数目、在页片上做波浪纹都是好办法；基材要厚一些比较好，长而薄的散热片效率很差，在远端基本上是不起作用的了； 二、对流散热 1、自然对流：发热器件或者散热片的热量可以是依靠自然对流散热，这样的话，发热件或者散热片最好以长边取为垂直方向为佳，而且要尽量使散热片的横断面与水平面方向平行，因为热空气是上升的，这样才比较有利于空气流通，象单面页片式的散热器就比较适合安装在机体背板以自然对流方式散热； 2、强制对流：采用风扇强制吸、排的方式拉动一个风场来加强空气对流，是比较有效的散热方式，可以根据需要选择合适的风扇规格与数目，在设计上要注意的有这么几点： A、各风扇风场方向要一致，不要互相打架，否则效率肯定大打折扣，对机箱内部来说最好有相应的进风口与出风口，可以参考一下下面的附图，是一块显卡的散热设计； B、采用强制风冷时，对于页片式散热片来说，要使页片方向与风道气流方向一致 c、机箱上要根据风场的需要留出相应的散热孔，散热孔并非越多、越大就越好，首先散热孔的大小根据不同的安规等级有相应限制，还要考虑EMI的要求（可以参考一下附图）；另外，重为重要的是：散热孔的分布要与风道气流的流向吻合， 三、辐射散热 这种散热方式给设计者留出的空间相对较少，对于发热器件与散热片来说，表面光洁度越高，辐射效率越差，所以比较廉价而且较有效的一个手段是把铝型材散热器表面做氧化处理，这层氧化层可以大大改善辐射效率（比如，一个表面研磨光洁的散热片，表面辐射率可能在0.1左右，做过氧化处理后，辐射率的值可以升高到1）
散热器设计 型材散热器的几何结构由肋片和基座构成，主要几何参数包括肋片长、肋片厚，肋片数、基座厚、基座宽等，研究了型材散热器几何因素对其热性能的影响，通过改变散热器的几何参数，可以有效的降低散热器的热阻，获得好的散热效果。本文的研究为型材散热器的的选择及优化设计提供了依据。 关键词：功率器件；热设计；散热器；热阻 功率器件是多数电子设备中的关键器件，其工作状态的好坏直接影响整机可靠性。功率器件尤其是大功率器件发热量大，仅靠封装外壳散热无法满足散热要求，需要配置合理散热器有效散热，而散热器的选择是否合理又直接影响功率器件的可靠性，因此分析影响散热器散热性能的因素，有利于合理选取散热器，提高功率器件的可靠性。 1 散热器的选择 在电子设备热设计中，型材散热器由于结构简单，加工方便、散热效果好而得到了广泛的应用，其物理模型示意图如图1所示。 它由肋片和基座构成，主要的几何参数包括肋片长、肋片厚，肋片数、基座厚、基座宽等。在选择散热器时一般需要依据散热器热阻来合理选择，同时还需要考虑以下几点：安装散热器允许的空间、气流流量和散热器的成本等。散热器散热的效果与散热器热阻的大小密切相关，而散热器的热阻除了与散热器材料有关之外，还与散热器的形状、尺寸大小以及安装方式和环境通风条件等有关，目前没有精确的数学表达式能够用来计算散热器的热阻，通常是通过实际测量得到。而散热器的有效面积与散热器几何参数密切相关。 2 影响散热器散热性能的几何因素分析 通过实验发现，散热器的几何因素对散热器的散热性能有很大的影响，现以一典型型材散热器为例，分析散热器各几何参数对散热器散热性能的影响。 选定某一功率器件（LM317）为热源，其工作电路原理图如图2所示。工作在自然冷却条件下，环境温度为30℃，功耗为3．2 W，选取的散热器为型材散热器SYX－YDE（物理模型如图3所示），散热器各个几何参数如表1所示。 热源与散热器表面为金属与金属的干接触,无绝缘片也未涂硅脂或导热胶,查有关手册取热 源与散热器之间的接触热阻为0.9℃／W。通过散热器设计分析软件进行初步分析,散热器优化设计分析软件采用的是美国Flunt公司的Qfin软件,它采用计算流体动力学求解器,有限体积法,非结构化网格可以逼近复杂的几何形状,同时能实现散热器肋片高度、长度等几何参数的优化。中国可靠性网https://www.doczj.com/doc/624347322.html, 通过散热器优化设计分析软件得到的散热器和热源相关热参数见表2。
电子器件散热技术现状及进展 随着电子及通讯技术的迅速发展，高性能芯片和集成电路的使用越来越广泛。电子器件芯片的功率不断增大，而体积却逐渐缩小，并且大多数电子芯片 的待机发热量低而运行时发热量大，瞬间温升快。高温会对电子器件的性能产 生有害的影响，据统计电子设备的失效有55 %是温度超过规定值引起的，电子器件散热技术越来越成为电子设备开发、研制中非常关键的技术。电子器件散 热的目的是对电子设备的运行温度进行控制(或称热控制)，以保证其工作的稳 定性和可靠性，这其中涉及了与传热有关的散热或冷却方式、材料等多方面内容，目前主要有空气冷却技术和液体冷却技术两大类。 1 空气冷却技术 空气冷却技术是目前应用最广泛的电子冷却技术，包括自然对流空气冷却技 术和强制对流空气冷却技术。自然对流空气冷却技术主要应用于体积发热功率 较小的电子器件，利用设备中各个元器件的空隙以及机壳的热传导、对流和辐 射来达到冷却目的。 自然对流依赖于流体的密度变化，所要求的驱动力不大，因此在流动路径中 容易受到障碍和阻力的影响而降低流体的流量和冷却速率。对于体积发热功率 较大的电子器件，如单一器件功耗达到7 W(15~25 W-cm-2)，板级(印制电路板) 功耗超过300 W(2~3W-cm-2)时，一般则采用强制对流空气冷却技术。强制散热或冷却方法主要是借助于风扇等设备强迫电子器件周边的空气流动，从而将 器件散发出的热量带走，这是一种操作简便、收效明显的散热方法。提高这种 强迫对流传热能力的方法主要有增大散热面积(散热片)以及提高散热表面的强 迫对流传热系数(紊流器、喷射冲击、静电作用)。对一些较大功率的电子器件，可以根据航空技术中的扰流方法，通过在现有型材散热器中增加小片扰流片，
散热器高效散热技术及应用研究 摘要：随着电子技术的发展,使得电子器件的热流密度不断增加,这样势必对电子器有更高的散热要求,因此有效地解决散热问题已成为电子设备必须解决的关键技术。针对现代电子设备所面临的散热问题,就散热基本原理以及各种主流散热技术，包括自然对流散、强制风冷散热、液体冷却、热管、微槽道冷却、集成热路、热电致冷等常用的电子设备散热技术及某些前沿的研究现状、发展趋势及存在问题分别予以阐述。 关键词：热传递自然对流强制风冷热管散热热电制冷 引言：据统计,55%的电子设备失效是由温度过高引起的。可见,电子设备的主要故障形式为过热损坏,因此对电子设备进行有效的散热是提高产品可靠性的关键。电子设备的主要散热技术电子设备的高效散热问题与传热学(包括热传导、对流和热辐射)和流体力学(包括质量、动量和能量守恒三大定律)等原理的应用密切相关。 一：热传递主要有三种方式： 传导:物质本身或当物质与物质接触时，能量的传递就被称为热传导，这是最普遍的一种热传递方式，由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量。相对而言，热传导方式局限于固体和液体，因为气体的分子构成并不是很紧密，它们之间能量的传递被称为热扩散。 热传导的基本公式为“Q=K×A×ΔT/ΔL”。其中Q代表为热量，也就是热传导所产生或传导的热量；K为材料的热传导系数，热传导系数类似比热，但是又与比热有一些差别，热传导系数与比热成反比，热传导系数越高，其比热的数值也就越低。举例说明，纯铜的热传导系数为396.4，而其比热则为0.39；公式中A代表传热的面积(或是两物体的接触面积)、ΔT代表两端的温度差；ΔL则是两端的距离。因此，从公式我们就可以发现，热量传递的大小同热传导系数、热传热面积成正比，同距离成反比。热传递系数越高、热传递面积越大，传输的距离越短，那么热传导的能量就越高，也就越容易带走热量。 对流:对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触，造成流体从固体表面将热带走的热传递方式。 具体应用到实际来看，热对流又有两种不同的情况，即：自然对流和强制对流。自然对流指的是流体运动，成因是温度差，温度高的流体密度较低，因此质量轻，相对就会向上运动。相反地，温度低的流体，密度高，因此向下运动，这种热传递是因为流体受热之后，或者说存在温度差之后，产生了热传递的动力；强制对流则是流体受外在的强制驱动（如风扇带动的空气流动）,驱动力向什么地方，流体就向什么地方运动，因此这种热对流更有效率和可指向性。
电子电气产品结构设计 在电子行业中的结构设计一般是：在电子设备中，由工程材料按合理的连接方式进行连接，且能安装电子元、器件及机械零、部件，使设备成为一个整体的基础结构，能够实现预定的电气、结构等功能。 而在电子行业中由于各种标准（国家标准、国际标准、行业标准等）对我们的设备提出了不同的要求。如标准YD-T 1095-2000《通信用不间断电源UPS》标准、《UL1778》等。 其中标准要求有： 4.1 环境条件 4.1.1 正常使用条件 环境温度：5°C~40°C；相对湿度≤93%[（40±2）°C，无凝露] 海拔高度应不超过1000m；若超过1000m时按GB/T3859.2规定降容使用。 4.1.2 贮存运输环境及机械条件 温度：-25°C ~ +55°C（不含电池） 振动、冲击条件应符合GB/T 14715-93中的5.3.2规定。 4.2 外观与结构 4.2.1 机箱镀层牢固，漆面均匀，无剥落、锈蚀及裂痕等现象。 4.2.2 机箱表面平整，所有标牌、标记、文字符号应清晰、正确、整齐。 4.2.3 各种开关便于操作，灵活可靠。 4.4 电磁兼容限值 4.4.1传导干扰 在150KHz~30MHz频段内，系统电源线上的传导干扰电平应符合YD/T 983-1998 中5.1表2中规定的限制。 4.4.2 电磁辐射干扰 在30MHz~1000MHz频段内系统的电磁辐射干扰电压电平应符合YD/T 983-1998 中5.2表4中规定的限值。 4.4.3 抗干扰性能要求 应符合YD/T 983-1998中7.3表9中规定的判断准则。 第一讲结构设计与热设计 电子电气行业中的热设计是指，采用适当可靠的方法控制电子设备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稳定运行要求的最高温度，以保证设备正常运行的安全性和长期运行的可靠性。 在UPS中，主要的热源来自于开关管（IGBT、三极管、二极管等）、磁性元件（变压器、电感等）等。由于开关管体积较小，其热密度较高，开关管的散热主要是采用传导的方式将热量传递到散热器上，再通过对流的方式散发到空气中。磁性元件体积相对较大，其主要的散热方式为对流散热。在UPS的热设计中除了主要考虑开关管、磁性元件外还需要考虑寿命受温度影响很大的电容。 1．结构设计与热设计的关系 1．1开关元件与散热器的安装，安装开关元件与散热器的扭矩应合适，使两者之间有较小的接触热阻：安装扭矩太小不能使元件与散热器良好接触，形成较大的热阻；扭矩过大能导致管荷产生应力和构件产生塑性变形，接触面反而减小，甚至结构破坏。因而在设计安装时应对元件采用厂家或标准中给出的预紧力。在我们产品中开关元件与散热器安装主要有三种方式：
中国矿业大学艺术与设计学院 工业设计工程基础课程设计选题报告 姓名：学号： 专业：工业设计班级： 09级3班 设计题目：散热器内部结构的改良设计 时间： 2011年5月 指导教师： 2011年5月
目录 选题的意义 (2) 已有产品情况 (3) 典型产品的设计分析 (4) 改良或创新设计方案 (8) 时间进度表 (14) 参考文献 (15)
一、选题的意义 CPU作为一个电子计算机的核心，包括运算和控制，而且现在的集成度已经越来越高，电脑中的所有操作都由CPU负责读取指令，对指令译码并执行指令，这个核心部件随着科技研发的进步已经成长成为热量高温高度集中的一个核心区域，而且有很大一部分DIY玩家或热爱硬件的朋友都喜欢超频，但是超频效果越好，CPU的温度热量就越大，所以对CPU进行散热便是正常使用电脑和进行超频的必备硬件，缺一不可，而随着CPU集成度的密集和提高，对CPU散热也是大势所需，必须要做的事情。 如今，显卡的功耗已经大有超越CPU之势，因此显卡的散热系统已经成为显卡做工好坏的评判标准之一。目前高端显卡由于发热量较大，因此对散热的要求也格外严格，正值暑假之时，不少玩家反映显卡满载运行时，温度可达70～80度，而待机时也接近40度。由此可以看出，显卡散热系统绝不是简单的散热片+散热风扇就可应付的。
二、已有产品或相关产品的情况
三、典型产品的设计分析 散热风扇的原理 原理： 风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即：电能→电磁能→机械能→动能。其电路原理一般分为多种形式，采用的电路不同，风扇的性能就会有差异。 风扇在CPU风冷散热装置中起主动散热的核心作用。风扇本身的效能不佳，制作工艺不精，会导致散热片局部过热，不停烤烧风扇本身的材质塑料，继而引起风扇变形，转速下降的恶性循环，更严重的时候，会发生风扇停转，马达电路短路，烧毁CPU甚至引起起火的事故。 轴流式风扇的组成： 扇框、扇叶、轴承、PCB控制电路、驱动电机
散热防热在结构设计中的应用 来源：新世纪LED论坛https://www.doczj.com/doc/624347322.html, 根据热传导的途径来说，散热相应有以下三种主要方式： 一、散热片导热式散热 1、良好接触面：要求发热件与散热片要有良好接触，尽可能降低接触热阻，所以最好有大的接触面，接触面还需要有较高的光洁度，为了弥补因接触面的粗糙而导致的贴合不良，可以在中间涂抹导热脂，可以有效降低接触热阻； 2、良好的导热材料：铜、铝都有较好的导热性能，铜的导热系数虽然优于铝，但铜有密度太高、价格贵的缺点，所以实际应用中铝材是应用最多； 3、散热片固定方式：这个也是比较重要的一环，如果不能把发热件与散热片良好接触，也是无法有效把热量传导到散热器上的，应用中有直接用螺丝钉紧固的，也有用弹簧片压固的，可以根据需要选择设计，需要说明的是，有些功率器件和散热片之间有绝缘要求，中间选用的绝缘材料就一定要选用低热阻的材料，比如：聚脂薄膜、云母片等，实际安装中还要注意固定位置应使用受力均匀分布； 4、散热片的形状：包括页片与基材的形状尺寸，要有尽可能加大散热表面积，这样散热片的热量才能快速与周围空气对流，比如说增加页片数目、在页片上做波浪纹都是好办法；基材要厚一些比较好，长而薄的散热片效率很差，在远端基本上是不起作用的了； 二、对流散热 1、自然对流：发热器件或者散热片的热量可以是依靠自然对流散热，这样的话，发热件或者散热片最好以长边取为垂直方向为佳，而且要尽量使散热片的横断面与水平面方向平行，因为热空气是上升的，这样才比较有利于空气流通，象单面页片式的散热器就比较适合安装在机体背板以自然对流方式散热； 2、强制对流：采用风扇强制吸、排的方式拉动一个风场来加强空气对流，是比较有效的散热方式，可以根据需要选择合适的风扇规格与数目，在设计上要注意的有这么几点： A、各风扇风场方向要一致，不要互相打架，否则效率肯定大打折扣，对机箱内部来说最好有相应的进风口与出风口；
翅片管散热器是气体与液体热交换器中使用最为广泛的一种换热设备。它通过在普通的基管上加装翅片来达到强化传热的目的。基管可以用钢管；不锈钢管；铜管等。翅片也可以用钢带；不锈钢带，铜带，铝带等。花卉对温度和湿度的要求是非常严格的，因此花卉大棚内必须要安装好的散热器和暖风机设施，翅片管散热器就是比较常见和常用的温室加温设备。下面华益散热器给大家介绍一下花卉大棚专用翅片管散热器结构原理及性能特点。 【花卉大棚专用翅片管散热器的四个特点】 1、翅片管散热器的特殊性 采暖散热器作为建筑部品，不同于一般的家具，其特殊性在于它还是热水压力容器，存在着(腐蚀)渗漏的风险。因此业主在装修房屋选择散热器时，一定要有一定的风险意识，慎重对待。 2、翅片管散热器要与供暖系统相匹配 南方地区的水质特点决定了尽可能选择耐腐蚀性强的散热器或新型散热器，这两种散热器使用寿命可达25年和50年以上。散热器凭借存水量大，散热效果好，重量轻、承压高、喷塑表面美观而且价
格合理的优点，更值得用户推荐使用。 3、考虑翅片管散热器的材料 因为材质决定了它的供热性能、安全性、可靠性及寿命的长短。从散热性能来讲，和纯铝的最好，其次是钢质的，再次是。但散热器以其安全耐用，并且近几年的发展其样式已经多样化，装饰性也非常不错，因此翅片管散热器也是不错的选择。 4、翅片管散热器供水管道的因素 因为翅片管散热器在取暖季节管道一直是储水的，因此安全性非常重要。购买翅片管散热器及配件时消费者应选择大型建材超市或专卖店，并由翅片管散热器生产厂家或销售店专业人员上门安装，否则翅片管散热器一旦漏水就会酿成大损失。
【翅片管散热器结构原理】 凡在换热管上加装翅片，以达到增加散热面积的冷热交换器，均可归纳为“翅片管散热器”。 翅片管散热器按翅片的结构形式可分为绕片式；串片式；焊片式；轧片式。常用的材料为钢；不锈钢；铜；铝等。 【翅片管散热器批发厂家】 青州市华益散热器厂位于中华九州之一的东方古州——青州，这里公路铁路四通八达，交通便利，为本厂的发展寞定了良好的基础。我厂主要生产：养殖、种植专用散热器。 本厂专注生产设计的水散热器广泛用于畜牧养殖、花卉、温室大棚、蔬菜育苗、车间取暖、工业厂房等，产品远销全国各地，深受新老客户的信赖。 我厂拥有一支经验丰富、富有创新精神的技水开发队伍，具有强大的产品研实力和雄厚的技水力量，以及先进的生产设备，科学的管理，能根据客户的各种要求高精度的制作各种型号的产品。
风冷散热的设计及计算 风冷散热原理： 散热片的核心是同散热片底座紧密接触的，因此芯片表面发出的热量就会通过热传导传到散热片上，再由风扇转动所造成的气流将热量“吹走”，如此循环，便是处理器散热的简单过程。 散热片材料的比较： 现在市面上的散热风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。学过物理的人应该都知道铝导热性并不是最好的，从效果来看最好的应该是银，接下来是纯铜，紧接着才会是铝。但是前两种材料的价格比较贵，如果用来作散热片成本不好控制。使用铝业也有很多优点，比如重量比较轻，可塑性比较好。因此兼顾导热性和其他方面使用铝就成为了主要的散热材料。不过我们使用的散热片没有百分之百纯铝的产品，因为纯铝太过柔软，如果想做成散热片一般都会加入少量的其他金属，成为铝合金(得到更好的硬度)。 风扇： 单是有了一个好的散热片，而不加风扇，就算表面积再大，也没有用！因为无法同空气进行完全的流通，散热效果肯定会大打折扣。从这个来看，风扇的效果有时甚至比散热片还重要。假如没有好的风扇，则散热片表面积大的特点便无法充分展现出来。挑选风扇的宗旨就是，风扇吹出来的风越强劲越好。风扇吹出来的风力越强，空气流动的速度越快，散热效果同样也就越好。要判断风扇是否够强劲，转速是一个重要的依据。转速越快，风就越强，简单看功率的大小。
轴承： 市面上用的轴承一般有两种，滚珠轴承和含油轴承，滚珠轴承比含油轴承好，声音小、寿命长。但是滚珠轴承的设计比较难，其中一个工艺是预压，是指将滚珠固定到轴承套中的过程，这要求滚珠与轴承套表面结合紧密，没有间隙，以使钢珠磨损度最小。通常在国内厂家轴承制造中，预压前上下轴承套是正对的，因为钢珠尺寸与轴承套尺寸肯定会存在一定误差，所以在预压受力后，滚珠同轴承套之间总有5—10微米的间隙，就是这个间隙，使得轴承的老化磨损程度大大增加，使用寿命缩短。同样过程，在NSK公司的轴承制造中，预压时上下轴承套的会有一个5微米左右的相对距离，这样轴承套在受压后就会紧紧的卡住滚珠，使其间的间隙减小为零，在风扇工作中，滚珠就不会有跳动，从而使磨损降至最小，保证风扇畅通且长久高速运转。 强迫风冷设计 当自然风冷不能解决问题时，需要用强迫空气冷却，即强迫风冷。强迫风冷是利用风机进行鼓风或抽风，提高设备的空气流动速度，达到散热目的。强迫风冷在中大功率的电子设备中应用广泛，因为它具有比自然风冷多几倍的热转移能力。与其他形势强迫风冷比较有结构简单，费用低，维护简便等优点。 整机强迫风冷有两种形式：鼓风冷却和抽风冷却。 鼓风冷却特点是风压大，风量集中。适用于单元内热量分布不均匀，风阻较大而元器件较多的情况。当单元内风阻较大，需要单独冷却的元件和热敏元件较多，且各单元间热损相差有较大时，建议用凤管冷却，以便控制各单元风量的需要。
贴片式功率器件的散热计算 Heat Dispersion Calculation of Surface Mounted Power Device 北京航空航天大学方佩敏 自上世纪90年代开始，贴片式封装器件逐步替代了穿孔式封装器件。近年来，除少数大功率器件还采用穿孔式封装外，极大部分器件都采用贴片式（SMD）封装。由于贴片式功率器件封装尺寸小，不能采用加散热片的方法来散热，只能用印制板的敷铜层作为散热（一定的面积）。因此在贴片式功率器件的应用中需要在印制板（PCB）布局前，考虑所需的敷铜层散热面积。 本文介绍Micrel 公司推荐的一种简单计算方法，它可以根据选定的功率器件和使用的条件进行计算，并用查图表的方式得出所需的散热敷铜层的面积。由于实际情况较复杂，会影响到计算的正确性，比如使用印制板的厚度尺寸不同、敷铜层的厚度尺寸不同、印制板走线的宽度不同及机壳的容积大小和有无散热孔等，所以这种计算是一种粗略的估算。计算过程中，可以发现设定的使用条件是否合理，选择器件的封装尺寸大小是否能满足散热的需求。 两种过热保护 功率器件在工作过程中会产生热量使管芯的温度升高，在最大的功率输出时产生的热量最大，使管芯的温度升得最高。如果散热条件不佳，则管芯的结温超过150℃时，使器件损坏（一般称为“烧掉”）。如果散热条件良好，但使用过程中出现故障（如负载发生局部短路、线性稳压电源发生调整管短路等），则输出功率超过最大允许输出功率，会使功率器件损坏。功率器件设计者设计了两种过热保护措施：自动热调节和过热关闭保护，提高了器件的安全性及可靠性。 用户在设计PCB 散热面积时，要保证在正常最大输出功率时不出现自动热调节（自动减小输出功率）和热关闭（无输出）现象。只有在出现故障时才出现过热保护。 散热与热阻 功率器件在工作时，管芯的热量通过封装材料传导到管壳、经管壳传到敷铜板散热面，再由散热面传到环境空气中。这种热的传导过程中会有一定的热阻，如管芯传到管壳的热阻JC θ，管壳传到敷铜板的热阻CS θ，敷铜板散热面传到环境控制的热阻SA θ，这种热的传导（热的流向） 如图1所示，图中管芯的温度结温为J T 、环境空气的温度为A T 。温度由高的流向低的，从管芯到环境空气总的热阻JA θ与热传导过程的各热阻的关系为： SA CS JC JA θθθθ++=⑴ 各种热阻的单位是℃/W。热阻大，散热差。 管芯 环境 空气 J T A T JA θJC θCS θSA θ热的流向 图1
华南理工大学学报(自然科学版) 第35卷第7期Journal of Sou th C hina U n iversity of Technology V ol .35 N o .7 2007年7月 (N atu ral Science Edition )July 2007 文章编号:10002565X (2007)0720052205 收稿日期:2006209226 3基金项目:广东省自然科学基金资助项目(05006551) 作者简介:尹辉斌(19802),男,博士生,主要从事传热强化与数值模拟研究.E 2mail:peppy222@https://www.doczj.com/doc/624347322.html, 通讯作者:高学农,副教授,E 2mail:cexngao@scut .edu .cn 基于快速热响应相变材料的电子器件散热技术 3 尹辉斌1 高学农1 丁 静2 张正国 1 (1.华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州510640;2.中山大学工学院,广东广州510006) 摘 要:以石蜡为相变材料,利用膨胀石墨的高导热系数和多孔吸附特性,制备出高导热系数的快速热响应复合相变材料,其导热系数可达41676W /(m ?K ).将该材料应用于电子器件散热装置,在不同的发热功率条件下,储热材料散热实验系统的表观传热系数是传统散热系统的1136～2198倍,其散热效果明显优于传统散热系统,可有效提高电子元器件抗高负荷热冲击的能力,保证电子电器设备运行的可靠性和稳定性.关键词:相变材料;热性能;电子器件;散热 中图分类号:TK124;T Q 021.3 文献标识码:A 随着电子及通讯技术的迅速发展,高性能芯片和大规模及超大规模集成电路的使用越来越广泛.电子器件芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高,而体积却逐渐缩小(例如,微处理器的特征尺寸在1990至2000年内从0135μm 减小到0118μm ),这些都使得芯片的热流密度迅速升高 [1] .由于高温会 对电子元器件的性能产生有害的影响,如过高的温度会危及半导体的结点,损伤电路的连接界面,增加导体的阻值和形成机械应力损伤 [2] .随着温度的升 高,其失效率呈指数增长趋势,甚至有的器件在环境温度每升高10℃,失效率增大1倍以上,被称为10℃法则.据统计,电子设备的失效率有55%是温度超过规定的值引起的 [3] .同时,大多电子芯片的待机 发热量低而运行时发热量大,使瞬间温升快.因此抗热冲击和散热问题已成为芯片技术发展的瓶颈.相变储热材料由于具有蓄能密度大、蓄放热过程近似等温、过程易控制等优点,备受研究者的关注,而提高其热性能更成为了研究热点 [426] .近年来,将相变 储热材料应用于电子元件的散热技术在国外已受到 广泛重视,并在航空、航天和微电子等高科技系统及军事装备中 [7211] 得到一定应用. 将快速热响应复合相变储热材料应用于电子器件的散热器中,针对大多数电子器件满负荷工作时间短而待机时间长的特点,对电子器件及芯片因散热而引起的表面温度升高可起到移峰填谷的作用.当电子器件满负荷工作时可将部分热量储存起来,而在其待机发热量低时再释放出储存的热量,这样可有效提高电子器件抗高负荷热冲击的能力,保证电子电器设备运行的可靠性和稳定性,同时在低温环境中电子器件可不经过预热便能正常工作.复合相变储热材料的散热技术可广泛应用于各类电子产品中,具有良好的应用前景. 1 复合相变材料的热性能 与传统的散热方式不同,对于基于快速热响应储热材料的散热技术除要求相变材料的储热密度大之外,还要求材料具有较高的导热系数,传热速率快.为解决传统相变材料高储热密度和低导热系数之间的矛盾,根据电子元件散热技术领域对快速热响应相变储热材料的性能(如密度、相变温度、储热密度)要求,实验选定导热系数高且密度低的膨胀石墨作为无机支撑材料,石蜡作为有机相变材料,利用石蜡与膨胀石墨间的固、液表面张力,孔隙结构的
风冷散热器研究设计 前言 所谓风冷散热器，其散热原理即通过与发热物体（一般为CPU、GPU等半导体芯片）紧密接触的金属散热片，将发热物体产生的热量传导至具有更大热容量与散热面积的散热片上，再利用风扇的导流作用令空气快速通过散热片表面，加快散热片与空气之间的热对流，即强制对流散热。 风冷散热器分解图： 一款优秀的风冷散热器必须具备三个条件： 1、采用做工精良，设计合理。材料合适的散热片。 2、配有性能强劲，工作稳定，长寿命的风扇。 3、以及出色的整体结构与安装设计。 然而要设计出一款优良的散热片，我们就必须对热力学、散热器的部件及其结构有所了解，那么我们就将风冷散热器的讲解分为热力学、散热片、风扇、扣具结构等几个部分，及其风冷散热器的各项指标以及现行技术进行浅要的分析与介绍。
第一章 热力学基本知识 首先来说说相关的热力学方面：物理学认为，热主要通过三种途径来传递，它们分别是热传导、热对流、热辐射。为了保证良好的散热器性能，就要已符合上述三种途径的要求来设计产品，于是在材料的热传导率、比热值；散热器整体的热阻、风阻；风扇的风量、风压等等方面都提出了要求。 热传导 定义：通过物体的直接接触，热从温度高的部位传到温度低的部位。 热能的传递速度和能力取决于： 1.物质的性质。有的物质导热性能差，如棉絮，有的物质导热性能强，如钢铁。这样就有了采用不同材质的散热器，铝、铜、银。它们的散热性能依次递增，价钱当然也就成正比。 2.物体之间的温度差。热是从温度高的部位传向温度低的部位，温差越大热的传导越快。 热传导是散热的最主要方式，也是散热技术需要解决的核心问题之一。所以我们通常都能看到，几乎所有散热在与CPU相接触的部分都采用热传导性能良好的材料。许多厂商都在于CPU接触的部分采用塞铜柱或铜片的工艺，就是为了将热量尽快传导出来。 热对流 热通过流动介质（气体或液体）将热量由空间中的一处传到另一处，即由受热物质微粒的流动来传播热能的现象。根据流动介质的不同，可分为气体对流和液体对流。影响热对流的因素主要有： 1.通风孔洞面积和高度 2.温度差：原因还是因为热是由高到低方向传导。 3.通风孔洞所处位置的高度：越高对流越快。
电子器件该怎么散热 01 电子元器件都怎么散热 在电子元器件的高速发展过程中，它们的总功率密度不断增大，但尺寸却越来越较小，热流密度因而持续增加，这种高温环境势必会影响电子元器件的性能指标。对此，必须要加强对电子元器件的热控制。如何解决电子元器件的散热问题是现阶段的重点。本文章主要对电子元器件的散热方法进行了简单的分析。 电子元器件的高效散热问题，受到传热学以及流体力学的原理影响。电气器件的散热就是对电子设备运行温度进行控制，进而保障其工作的温度以及安全性，主要涉及到散热、材料等各个方面的不同内容。现阶段电子元器件散热主要有自然、强制、液体、制冷、疏导、热隔离等方式。 1、自然散热或冷却方式 自然散热或冷却方式就是在自然的状况之下，不接受任何外部辅助能量的影响，通过局部发热器件以周围环境散热的方式进行温度控制，其主要的方式就是导热、对流以及辐射集中方式，而主要应用的就是对流以及自然对流等方式。 自然散热或冷却方式主要就是应用在对温度控制要求较低的电子元器件、器件发热的热流密度相对较低的低功耗器材以及部件之中。在密封以及密
集性组装的器件中，如果无需应用其他冷却技术，也可以应用此种方式。在一些时候，对于散热能力要求相对较低的情况，也可以利用电子器件自身的特征，适当增加其与临近的热沉导热或者辐射影响，并在通过优化结构优化自然对流，进而增强系统的散热能力。 2、强制散热或冷却方式 强制散热或冷却方式就是通过风扇等方式加快电子元器件周边的空气流动，从而带走热量的一种方式。此种方式较为简单便捷，应用效果显著。在电子元器件中，如果其空间较大使空气更易流动，或者安装一些散热设施，就可以应用此种方式。在实践中，提升此种对流传热能力的主要方式具体如下：要适当增加散热的总面积、要在散热表面产生相对较大的对流传热系数。 在实践中，增大散热器表面散热面积的方式应用较为广泛。在工程中主要就是通过翅片的方式拓展散热器的表面面积，进而强化传热效果。而翅片散热方式可以分为不同的形式，包括在一些热耗电子器件的表面应用的换热器件，以及空气中应用的换热器件。应用此种模式可以减少热沉热阻，也可以提升其散热的效果。而对于一些功率相对较大的电子器件，则可以应用航空中的扰流方式进行处理，通过对散热器中增加扰流片，在散热器的表面流场中引入扰流，则可以提升换热的效果。
摘要： 金属封闭式开关设备运行时，因柜内发热元器件比较多，温升过高会引起电器的机械性能和电气性能下降，最后导致高压电器的工作故障，甚至造成严重事故。为了保证高压电器在工作年限内安全运行，必须将柜内温升控制在标准规定的允许温度之内，在开关柜结构设计时，就要考虑散热与通风的设计。 xx词： 开关柜；散热；通风 1开关柜结构散热与通风的设计原则 1.1柜进风口要大于风道进风口，建议比值为 1.5：1。 1.2柜进风口要低于风道进风口。 1.3在柜进风口和风道进风口之间，不应有明显的障碍物和发热器件。 1.4出风口必须和风机配合设计，并尽可能放置于柜体顶部。 1.5柜体出风口，即风道上风口应距风机进风口有一定距离，一般应为100～200mm，使风道中的风在截面上尽可能均匀。 1.6对柜体内无风道的强迫风冷，特别要注意进风口位置和大小的设置，它的设置对冷却效果有极大的影响。 1.7当柜体无防护等级要求，而柜底又没有进线电缆地沟时，柜体可不要底板，也不需要单独设计进风口。 1.8当柜体的防护等级达到IP50，在进风口需加设进风网板过滤时，就要加大进风口的面积，以保证风机的需要，不可使柜内造成负压状态，而不利于散热。必要时要在进风口安装风机，强迫进风以保证冷却需要。
1.9当设计较大的并联风道、特殊风道时，或当设备内无风道而又有多处热源时，柜体设计要和内部设计一起进行，并有效地互相配合。 2自然风冷散热的结构设计 2.1自然风冷散热的设备内部空间应比较宽敞，有较大的散热空间。 2.2设备应有足够的顺畅的空气通道。 （1）设备下部设进风口。如设备无底板及有地沟，可不单独设进风口。 （2）设备上部设出风口。采用不加顶盖、顶盖支起、顶盖冲各种网孔等，而且进出风口尽可能要和柜体防护等级一致， （3）设备内部的发热器件尽可能放置在设备上部，便于散热，并可避免热量影响其它部件。 2.3当有很重的发热部件（大变压器）必须放置在下部时，则应使其上部有较大的空间或空气通道，必要时应将热量引开，另设出风口排气。 3强迫风冷散热与通风的结构设计 3.1结构组成 强迫风冷散热适用于中等功率设备的散热，一般设备功率在7000kW以下。元器件和联接母线由电路已经确定，结构设计的任务是将散热器、风道和风机，科学、合理地组合成强迫风冷系统。由于所选择的散热器的材质、型式、大小的不同；风道的组成型式不同；风机的型式、风量、风压的不同，就使结构组合呈现多样化，也使冷却效果成为系统中多种参数的函数。合理的选型、设计计算、样机实验、修改、定型等过程是达到理想效果的必然途径。 3.2散热效果计算 3.3风道设计 风道是形成强迫风冷散热的重要组成部分，在散热器设计或选定后，风道的基本尺寸也就确定了。风道的设计是和风机的选型配合进行的。风道的型式和尺寸决定风的流向、风速的大小，并决定风冷散热的效果。