电子设备的热设计_庞明银
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图 2 结构布置图
2.1 产品介绍
机 箱 外 形 尺 寸 ：450(mm)×450(mm)×173(mm) ；
主 要 的 散 热 部 件 ：1、2、3 信 号 处 理 板 功 耗 分 别 为 8W、13W、10W，
计算机板 9W，三个高频盒分别为 15W。
设备机箱采用铝合金材料加工而成，保证机箱结构具有良好的导
［责任编辑：汤静］
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如何在实际设计中如何应用。 根据设备在使用过程中的情况来看，此 电子设备基本上可以满足散热的要求，能够保证机器正常运行。 科
● 【参考文献】
［1］谢 德 仁 .电 子 设 备 ห้องสมุดไป่ตู้ 设 计 [M].南 京 ：东 南 大 学 出 版 社 ，1989. ［2］斯坦伯格 D S.电子设备冷却设计[M].北京：航空工业出版社，1995. ［3］王 健 石 ,朱 东 霞 .电 子 设 备 热 设 计 速 查 手 册 .电 子 工 业 出 版 社 ，2008. ［4］余建祖,高红霞,谢永奇,编著. 电子设备热设计 及 分 析 技 术.2 版.北 京 航 空 航 天 大 学 ，2008.
● 【参考文献】
［1］李 郝 林 ．机 床 数 控 技 术 .机 械 工 业 出 版 社 ，2001． ［2］宋万杰．CPLD 技术及其应用.西安电子科技大学出版社，1999． ［3］吴 量 红 ，成 继 勋．基 于 CPLD 的 可 控 步 进 电 机 脉 冲 分 配 器 设 计[J]．控 制 工 程 ， 2005，12(1)：94-96． ［4］卢毅，赖杰．VHDL 与数字电路设计[M]．北京：科学出版社，2001．
一台电子设备内部发热的电子元器件比较多，设备的结构也比较 复杂。 在设备内部不是只有一种热传递方式，往往是三种热传递模式 同时存在，并相互影响。
对于一台电子设备采用哪种主要的散热方式，要根据设备的具体 使用环境以及设备元器件的参数来定。 比如装在舰艇上的设备，由于 海上环境比较潮湿、酸性比较大，对设备内部的元器件腐蚀就会很严 重，这样的设备就得考虑密闭设计。 密闭设备的散热设计，可以在印制 板组装件上加装导热板，使器件产生的热 量通过导热版传到机壳上，然后通过机壳 将热量散到机外。 对于发热功率较大的密 封电子设备，依靠机壳的自然散热不能满 足散热要求时，可以采取如图 1 所示结构， 采用风冷对机壳散热，可以将设备的外壳 设计成可以通风的腔体，通过空气在腔体 内流通带走热量，从而达到给设备降温的 结果。
设备内部的流通示意图。
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科技信息
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2011 年 第 15 期
2.2.5 开发环境 系 统 采 用 Delphi 进 行 开 发 ， Delphi 是 Windows 平 台 下 著 名 的
RAD（Rapid Application Development）工具，采用 object pascal 语言，具 有开发敏捷、语法规范、代码结构清晰等特点。
对于没有密闭要求的设备，可以直接 图 1 机箱外壳结构 采用自然散热， 当有元器件发热量比较 大，需要迅速散热时，可以在机箱外壳开有通风孔；在发热器件上安装 散热片；安装风扇强制对流等方式散热。 资料表明：当器件发热密度大 于 0.155W/m2 时必须采用强制风冷。 1.3 元器件布局
元器件的布局合理与否直接影响了散热效果。 在进行热设计时， 首先必须了解设备中各热源的发热情况，元器件及整机允许的工作温 度，再将设备内部分成若干不同温度区。 元器件布局的基本原则有：
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作者简介：洪洁，工学硕士。 蒋晓川，工程硕士在读。
［责任编辑：常鹏飞］
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Endcase end 3.2 单片机控制程序 单片机控制作为整个控制系统的核心，负责对电机的转向进行控 制、方波脉冲发生、响应键盘、以及数码管显示。 控制算法可用数学建模法实现。 数学建模法是指用数学方法，运 用几何知识（极坐标）把坐标的点和电机所在的位置联系起来，通过相 关计算把坐标的点的坐标用数学表达式表示出来，并转换成电机所要 转动的偏移量，最后把偏移量转化为电机所要转的步数。 将 此 控 制 系 统 视 为 理 想 的 质 点 模 型 ，设 将 舞 厅 从 坐 标 （x1,y1）移 到 （x2,y2）;通 过 勾 股 定 理 以 及 电 机 的 步 距 角 、转 轴 半 径 推 出 电 机 转 动 步 数。
盖板之间留出 0.5U 的空间，用于机箱前后部空气的流通交换。 后横板
与计算机板和信号处理板上的导热板连接，加速了计算机板和信号处
理板的散热。
三个高频盒安装在一个钣金框架固定架上，这样就使三个高频盒
连成了一个整体模块，方便了设备的拆装、维修。 钣金结构件的侧壁安
装在机箱左侧板上，底部安装在机箱底板上，增加了模块与机箱的接
图 3 高频盒模块 3 总结
图 4 空气流通示意图
［责任编辑：曹明明］
本文主要探讨了电子设备散热设计的一般原则，并结合实例分析
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2 散热设计
如图 2 所示为作者参与设计的一款电子设备内部结构布置图。
1.1 热量传递的方式 我们知道热的传递方式可以分为三种方式：传导、对流、辐射。 （1）传导是热量在直接接触的两个物体之间传递 。 其物理本质是
物质微粒通过微观热运动以内能的形式在接触面上传递。 （2）对 流 是 依 靠 发 热 物 体 周 围 的 流 体 介 质 的 流 动 将 热 量 转 移 的 过
（3）不 要 把 发 热 高 的 器 件 集 中 布 置 ，尽 可 能 地 使 热 量 均 匀 分 布 。 1.4 结构材料的选择
对于导热版、散热器等要采用导热系数高的材料制成，如铝合金 或铜材等。 1.5 导热接触面要求
导热接触面要尽量大，为了减少接触面间的接触热阻，接触面要 平整，采用涂导热酯或垫导热垫以保证紧密接触。
3 学生成绩管理系统的实现
学生成绩管理系统的展示： 总体界面 主界面突出功能菜单及快速功能按钮，方便用户按需要使用各个 功能模块。 最下方有显示当前使用者、系统时间及当前操作人使用系 统总时间等的状态条，方便用户了解系统使用情况。
主界面图示
4 结语
随着信息技术的飞速发展，利用学生信息管理系统进行学生综合 管理，已成为学校的稳定发展以及提升自身竞争力的重要选择。 本文 通过对学生管理系统中成绩管理部分的实际开发证明了学生管理系 统的开发是重要而且有价值的。 科
4 结束语
系统在 AT89S51 单片机控制下 ， 产 生 方 波 脉 冲 和 电 机 转 向 控 制 信号，脉冲经过 CPLD 调节，再经驱动电路放大驱动步进电机。 使系统 具有结构紧凑、体积小、可靠性高，测频范围宽、精度高等优点。 电机在 实际工作中运行平稳、可靠，带载能力强，控制效果与理论分析运行特 征一致。 科
1）操作系统：Windows XP SP3 2）思维导图设计工具：Microsoft Office Viso 2007 3）数据库设计工具：Sybase PowerDesign 12 4）数据库：Microsoft SQL Server 2000 SP4 5）软件开发工具：Delphi 7（第三方控件： QuickReport） 2．3 数据库设计 TABLE （数 据 表 ）和 表 间 关 系 ： 2.3.1 完 整 描 述 学 生 的 在 校 状 况 ，除 其 自 身 的 基 本 情 况 以 外 ，还 需 要 综合学生所在班级、是否存在转专业、调班等记录，同时，成绩作为系 统重点关注的对象，也是与学生个体紧密关联的。 因此，学生情况表与 班级设置表、成绩记录表、转专业/调班记录表通过外键互相关联。 2.3.2 在 权 限 分 配 方 面 ，利 用 三 张 数 据 表 实 现 权 限 控 制 ，分 别 是 系 统 用户表、功能操作表以及权限记录表。 人员与权限关联，权限与操作关 联，达到权限控制的目的。 也可以考虑选用动态聚类法对评价结果进 行动态聚类分析。
热性。
在设备的前面板下方位置，布置了一系列通风孔阵，用于冷热空
气的交换。
计算机板和信号处理板主要布置在设备的前面，在每个板子之间
布置相等的空间，便于空气的均匀流通。 在每块板子上都装有导热板，
并且与机箱外壳连接， 这样就能将处理板的热量迅速传递到机箱表
面。
机箱中间安装后横梁，将机箱内部分隔成前、后两部分。 横梁于上
程。 由于流体运动的原因不同，可分为自然对流和强迫对流两种。 （3）辐射是热量以电磁波的形式向外传播。 由于温度升高，物体原
子中电子振动的结果引起了辐射， 任何物体都在不断地辐射能量，这 种能量落在其他物体上，一部分被吸收，一部分被反射，另一部分要穿 透该物体，物体所吸收的那部分能量就转化为热能。 1.2 散热方式的选择
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2011 年 第 15 期
电子设备的热设计
庞明银 葛跃进 （中国电子科技集团公司第二十研究所 陕西 西安 710000）
【摘 要】本文主要分析了散热设计在电子设备设计中的重要性以及如何进行热设计。 通过介绍热量传递的方式，散热方式的选择，元器件 的布局等内容，来介绍热设计的一般原则。 最后结合产品从产品的结构布局、元器件安装方式、散热方式选择、空间隔离等方面，进一步分析如 何在实际工作中进行热设计。
1 散热设计的一般原则
（1） 把发热量大耐温高的元器件放在腔体上部或靠近出风口处 ， 不发热或发热量小的元器件因放在机箱下部或靠近进风口处；
（2）为 防 止 发 热 量 大 的 器 件 对 其 他 器 件 的 影 响 ，尽 可 能 远 离 其 他 热敏元件或在发热量大器件与热敏元件之间用隔热材料隔热。
