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浅谈电子产品的散热器

浅谈电子产品的散热器

作者: 寻找不同的蜜蜂 | 来源:发表于2018-01-10 23:29 被阅读306次

    在电子产品中,散热是最为重要的环节。通常的散热方式有两种,主动散热和被动散热。在PC中,散热的主要两个核心部件,风扇和散热器。在芯片允许的极限温度下运行,良好的散热变的极为重要。在LED产品中,为了降低成本,中小功率情况下,被动散热作为主流。

    1/主动散热

    对于有风扇的散热系统,最为关键的是充分保障气流的畅通,使得气流尽可能的流过散热器的每一个散热片。因此,散热器位置的摆放很重要,通常情况下,位于散热器的下方。使得气流直接流过孔道,将热量带走。

    对于某些复杂的结构,空间的狭小以及有其他零部件,无法将风扇置于散热器底部,可以采用风道将气流引导。但是,为了避免气流通过通道所产生的阻力损失,良好的风道结构变的十分关键。避免截面突变所产生的损失。

    其实,主动散热的关键就是强制对流,增加每一个散热片的对流换热系数。一个风扇的成本不高,但考虑到大批量生产的散热系统,增加一个风扇的成本是巨大的。因此,优化散热器使之成为被动散热变的极其重要。

    2/被动散热

    就被动散热言,技术含量较高,主要集中在对散热器结构的优化上。因此,各式各样的散热器由此诞生。工艺上,分为压铸和弯折。形状上,长方型、圆柱、孔洞、蜂窝和翘片等等。每一种类型的散热器,对散热片的高度,宽度,间距都存在最优的参数。这需要大量的数据分析,才能获得。感谢CFD软件,通过参数化设计,找到最优解,提高设计效率。在初评一个散热器的好坏时,这些信息变的极其必要。

    打个比方,通常以为,散热片越多越好,散热面积大,这样散热好。果真是这样的吗?通过参数化探究发现,散热片越多意味着每个散热片的间距越小,此时每个通道中的空气流速就越小,会导致对流变差,对流散热系数自然也会很小,最终,散热效果不好。但也不是间距越大越好,结果符合抛物线分布,存在极值点。

    再比如,散热片的布置也很有讲究,垂直布置与水平布置,温度差的很多。结果显示,垂直放置更容易引导气流。特别是,切云图发现,气流的分布差别巨大。

    总体而言,优化的散热系统,是大量项目经验积累的结晶。基于热的三大传导途径,导热、对流和辐射作为参照,尽可能的改善对流和辐射。毕竟,换较好热导率的材料,意味着成本的增加。

    最有用的热分析理论,莫过于热阻分析。通俗而言,就和电阻类似。热阻=温度/功率,从热源到散热器做一条热阻线,将中间每一部分视为一个电阻,就可以很清晰明了的发现,哪部分热阻高。针对此处,降低热阻,提高散热效率。

    希望通过简单介绍,大家对此有一个了解,感兴趣的朋友可以一起探讨散热器的奥秘。

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