电子产品热设计培训稿
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产品的热设计方法培训1. 引言在产品设计中,热设计是一个关键的方面。
不合理的热设计会导致产品故障、性能下降甚至损坏。
为了提高设计师对热设计的理解和能力,本次培训将介绍一些常用的产品热设计方法。
2. 热设计的重要性热设计在产品的可靠性、性能和寿命等方面起着重要作用。
以下是热设计的几个重要方面:2.1 热传导热传导是指热量从高温区域传递到低温区域的过程。
合理的热传导路径和材料选择可以减少热量传导的阻碍,提高产品的散热效率。
2.2 热辐射热辐射是指物体通过辐射热能的过程。
合理的热辐射设计可以降低产品的表面温度,提高用户的使用体验。
2.3 热扩散热扩散是指热量在材料内部的传播过程。
合理的热扩散设计可以避免局部高温区域对产品的损害,延长产品的使用寿命。
2.4 散热系统散热系统是指通过散热器、风扇等设备将热量排出产品的过程。
合理的散热系统设计可以确保产品在长时间高负载运行下的稳定性和可靠性。
3. 常用的热设计方法3.1 材料选择合适的材料选择对于产品的热设计至关重要。
常用的散热材料有铝合金、铜、陶瓷等。
选择合适的材料可以提高热导率,加快热量传递速度。
3.2 散热器设计散热器是散热系统中最常见的组件。
合理的散热器设计可以增加散热面积,提高散热效率。
常见的散热器设计包括鳍片散热器、热管散热器等。
3.3 风道设计风道设计是散热系统中另一个重要的方面。
合理的风道设计可以提高风流的流动性,降低风阻,增加散热效果。
风道设计的关键点包括通风口的位置和大小,风道的设计曲率等。
3.4 散热风扇选择散热风扇是散热系统中的核心组件之一。
合适的风扇选择可以提供足够的散热量,保持产品的温度在安全范围内。
常见的散热风扇类型有直流风扇、交流风扇等。
3.5 温度传感温度传感是对产品温度进行实时监测的关键组件。
合适的温度传感器可以及时检测到产品的温度变化,采取相应的散热措施。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻等。
3.6 热模拟和仿真热模拟和仿真是热设计过程中的重要工具。
电子产品热设计、热分析及热测试电子产品热设计、热分析及热测试培训各有关单位:随着微电子技术及组装技术的发展,现代电子设备正日益成为由高密度组装、微组装所形成的高度集成系统。
电子设备日益提高的热流密度,使设计人员在产品的结构设计阶段必将面临热控制带来的严酷挑战。
热设计处理不当是导致现代电子产品失效的重要原因,电子元器件的寿命与其工作温度具有直接的关系,也正是器件与PCB中热循环与温度梯度产生热应力与热变形最终导致疲劳失效。
而传统的经验设计加样机热测试的方法已经不适应现代电子设备的快速研制、优化设计的新需要。
因此,学习和了解目前最新的电子设备热设计及热分析方法,对于提高电子设备的热可靠性具有重要的实用价值。
所以,我协会决定分期组织召开“电子产品热设计、热分析及热测试讲座”。
现具体事宜通知如下【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司一、课程提纲:课程大纲以根据学员要求,上课时会有所调整,具体以报到时的讲义为准。
一、热设计定义、热设计内容、传热方法1 热设计定义2 热设计内容3 传热方法简介二、各种元器件典型的冷却方法1 哪些元器件需要热设计2 冷却方法的选择3.常用的冷却方法及冷却极限各种元器件典型的冷却方法4. 冷却方法代号5 各种冷却方法的比较三、自然冷却散热器设计方法1 自然冷却散热器设计条件2 热路图3 散热器设计计算4 多个功率器件共用一个散热器的设计计算5 正确选用散热器6 自然冷却散热器结温的计算7 散热器种类及特点8 设计与选用散热器禁忌四、强迫风冷设计方法1 强迫风冷设计基本原则2 介绍几种冷却方法3. 强迫风冷用风机4. 风机的选择与安装原则5 冷却剂流通路径的设计6 气流倒流问题及风道的考虑7 强迫风冷设计举例(6个示例)五、液体冷却设计方法1. 液体冷却设计基本原则2. 液体冷却应用示例(共6个示例,含蒸发冷却)3 大功率行波管﹙TWT﹚强迫液冷﹙水冷或油冷﹚系统筒介4 水冷散热器六、电子设备机箱的热设计1 自然散热的电子设备机箱的热设计2 密封电子设备机箱的热设计3 强迫风冷的电子设备机箱的热设计4. 电子设备机箱通风孔面积的计算5 机壳热特性估算方法七空间电子设备热设计1 空间电子设备热设计考虑要点2 空间电子设备的辐射传热3 空间电子设备计算公式4.空间电子设备热设计示例(6个示例)八、热管散热器简介1 热管结构及工作原理2 热管热阻3 热管材料4 传热极限5 热管的相容性6 热管设计程序7 热管型号系列8 商品热管九热测试技术1. 温度测量2.散热器热阻测试方法3电力半导体用散热器的热阻和流阻测试方法4电子设备强迫风冷热特性测试方法十. 电子设备热设计和热测试软件1 电子散热分析软件 FIOTHERM2 FIOTHERM 软件在电子设备热设计中的应用3. 热设计优化软件 QFIN十一、减小接触热阻的方法及导热材料1 减小接触热阻的方法2导热材料:导热硅脂、导热绝缘胶、导热绝缘矽胶布、导热绝缘矽胶片、导热软垫、导热帽套、云母片、导热陶瓷片、导热石墨片十二、热设计产品信息、热设计图书及热设计标准介绍1 热设计产品信息2. 热设计图书、电子结构与工艺图书信息3 热设计标准介绍课程对象:研究所、公司热设计人员、结构可靠性设计人员。
电子产品有效的功率输出要比电路工作所需输入的功率小得多。
多余的功率大部分转化为热而耗散。
当前电子产品大多追求缩小尺寸、增加元器件密度,这种情况导致了热量的集中,因此需要采用合理的热设计手段,进行有效的散热,以便产品在规定的温度极限内工作。
热设计技术就是指利用热的传递条件,通过冷却措施控制电子产品内部所有元器件的温度,使其在产品所在的工作条件下,以不超过规定的最高温度稳定工作的设计技术。
一、电子产品热设计的目的电子产品在工作时会产生不同程度的热能,尤其是一些功耗较大的元器件,如变压器、大功率晶体管、电力电子器件、大规模集成电路、功率损耗大的电阻等,实际上它们是一个热源,会使产品的温度升高。
在温度发生变化时,几乎所有的材料都会出现膨胀或收缩现象,这种膨胀或收缩会引起零件间的配合、密封及内部的应力问题。
温度不均引起的局部应力集中是有害的,金属结构在加热或冷却循环作用下会产生应力,从而导致金属因疲劳而毁坏。
另外,对于电子产品而言,元器件都有一定的工作温度范围,如果超过其温度极限,会引起电子产品工作状态的改变,缩短使用寿命,甚至损坏,导致电子产品不能稳定、可靠地工作。
电子产品热设计的主要目的就是通过合理的散热设计,降低产品的工作温度,控制电子产品内部所有元器件的温度,使其在所处的工作环境温度下,以不超过规定的最高允许温度正常工作,避免高温导致故障,从而提高产品的可靠性。
二、电子产品散热系统简介热传递的三种基本方式是传导、对流和辐射,对应的散热方式为:传导散热、对流散热和辐射散热。
典型的散热系统介绍如下:(1)自然冷却系统自然冷却系统是指电子产品所产生的热量通过传导、对流、辐射三种方式自然地散发到周围的空气中(环境温度略微升高),再通过空调等其他设备降低环境温度,达到散热的目的。
此类散热系统的设计原则是:尽可能减少传递热阻,增加产品中的对流风道和换热面积,增大产品外表的辐射面积。
自然冷却是最简单、最经济的冷却方法"旦散热量不大,一般用于热流密度不大的产品中。