散热设计

以下资料主要是在网上搜集来的，加了点个人的理解，目的是将其作为自己在散热知识掌握程度的一个小结，希望对同行设计人员有个参考作用

以18.5KW变频器举例

"通常散热器的设计分为三步

1:根据相关约束条件设计处轮廓图。

2:根据散热器的相关设计准则对散热器齿厚、齿的形状、齿间距、基板厚度进行优化。

3:进行校核计算"

变频器发热主要是来自功率模块IGBT和整流桥，必须通过散热器导热，采用自然风冷或强迫风冷将热量散发出去。

“散热器冷却方式的判断

对通风条件较好的场合：散热器表面的热流密度小于0.039W/cm2，可采用自然风冷。

对通风条件较恶劣的场合：散热器表面的热流密度小于0.024W/cm2，可采用自然风冷。

对通风条件较好的场合，散热器表面的热流密度大于0.039W/cm2而小于0.078W/cm2，必须采用强迫风冷。对通风条件较恶劣的场合：散热器表面的热流密度大于0.024W/cm2而小于0.078W/cm2，必须采用强迫风冷”

注：“”中的文字是转摘来的，不知道依据，也不太理解。

以下同，不再说明！

“自然冷却散热器的设计方法

考虑到自然冷却时温度边界层较厚，如果齿间距太小，两个齿的热边界层易交叉，影响齿表面的对流，所以一般情况下，建议自然冷却的散热器齿间距大于12mm，如果散热器齿高低于10mm，可按齿间距≥1.2倍齿高来确定散热器的齿间距，一般齿间距=<1/4的散热器高度”

变频器首先按照模块放置要求，预先确定外形尺寸为宽*长*厚260*220*50

先看看自然风冷，按照上述原则，选择镇江长虹散热器有限公司的DY-V系列散热器，见下图

变频器发热量为额定功率P的5%-6%

18.5kw变频器发热量计算

Q热=6%P=6%*18.5=1.11(kw)=1110(W)

P为变频器额定功率

型材散热器表面积计算

A=UL

式中：U 散热器翅片横截面的周长，cm

L 散热器的长度，cm

A=2422.5209*220*10-2=5329.545(cm2)

散热器表面的热流密度Q热/ A =1110/5329.545 =0.208 (W/ cm2)>= 0.039W/cm2

计算出来的散热器表面的热流密度，远大于限制的0.039W/cm2，就算加长加厚散热器，增大表面积，也远远不够，所以不能采用自然风冷，要采用强迫风冷

散热器的布置见下图

也有将散热器热阻RTf来作为选择散热器的主要依据。Tj、RTj是半导体器件提供的参，P是耗散功率，RTc 可以从热设计专业书籍中查到。下面介绍一下散热器的选择。

（1）自然冷却散热器的选择

首先按以下式子计算总热阻RT和散热器的热阻RTf，即：

RT=(Tjmax-Ta)/Pc

RTf=RT-RTj-RT。

算出RT和RTf之后，可根据RTf和P来选择散热器。选择时，根据所选散热RTf和P曲线，在横坐标上查出已知P，再查出与P对应的散热器的热阻R'Tf。

按照R'Tf≤RTf的原则选择合理的散热器即可。

（2）强迫风冷散热器的选择

强迫风冷散热器在选择时应根据散热器的热阻RTf和风速来选择合适的散热器。”

又有见

“1. 概念

(1) 元件工作结温Tj：即元件允许的最高工作温度极限。本参数由制造厂提供，或产品标准强制给出要求。

(2) 元件的损耗功率P：元件在工作时自身产生的平均稳态功率消耗，定义为平均有效值输出电流与平均有效值电压降的乘积。

(3) 耗散功率Q：特定散热结构的散热能力。

(4) 热阻R：热量在媒质之间传递时，单位功耗所产生的温升。

R = ΔT / Q

2. 散热器的选配

设环境温度为Ta。散热器的配置目的，是必须保证它能将元件的热损耗有效地传导至周围环境，并使其热源＿即结点的温度不超过Tj。用公式表示为

P < Q = ( Tj - Ta ) / R ①

(当然，热量的消散除对流传导外，还可辐射。在后面讨论)

而热阻又主要由三部分组成：

R = Rjc + Rcs + Rsa ②

Rjc：结点至管壳的热阻；

Rcs：管壳至散热器的热阻；

Rsa：散热器至空气的热阻。

其中，Rjc与元件的工艺水平和结构有很大关系，由制造商给出。

Rcs与管壳和散热器之间的填隙介质（通常为空气）、接触面的粗糙度、平面度以及安装的压力等密切相关。介质的导热性能越好，或者接触越紧密，则Rcs越小。

(参考值：我厂凸台元件的风冷安装，一般可考虑Rcs≈0.1Rjc)

Rsa是散热器选择的重要参数。它与材质、材料的形状和表面积、体积、以及空气流速等参量有关。

综合①和②，可得

Rsa <〔( Tj - Ta ) / P〕- Rjc - Rcs ③

上式③即散热器选配的基本原则。

一般散热器厂商应提供特定散热器材料的形状参数和热阻特性曲线，据此设计人员可计算出所需散热器的表面积、长度、重量，并进一步求得散热器的热阻值Rsa。”

此种方法没试过，因为具体到某种型号的散热器的性能曲线，不容量获得

既已采用强迫风冷，就要选择风机

“设定肋基温度为+80℃，用整机的高温环境温度+50℃作为进口空气温度，设定出口空气温度为+60℃，定性温度为tf =(60+50)/2=55℃

强制风冷所带走的热量大约是总损耗功率的90%，其余10%主要靠电源外壳向外的热辐射以及自然对流散掉”

通风量的计算

Q热'=Cp*ρ*Q风*Δt

Q风=Q热*60/(Cp*ρ*Δt)

式中：CP 空气的比热（J∕kg?℃）1005J/(kg?K)；

ρ空气的密度（kg/m3）1.06kg/m3；

Q风通风量（m3∕min）；

Q热' 风机带走的热量（W），Q热*90%；

△t 空气出口与进口温差（℃）一般是10℃-15℃；不知道此依据是什么

Q风=Q热'*60/(Cp*ρ*Δt)=90%*Q热*60/(1005*1.06*△t)=0.051*Q热/△t=0.051*1110/10=5.66 (m3/min)

上式Q风=0.051*Q热/△t变化一下Q风=0.051*P机*60/△t=3.06*P机/△t 式中P机为变频器额定功率，kw

是我常用的公式，作为计算所需风量的依据，个人以为△t取10偏低，理论风量太大，实际上也没有测量过正好手头有一本科畅公司的风机说明书，上有风量计算公式，Q风=1.76P/(t2-t1) (CFM)英尺3/min =0.05P/(t2-t1) (m3/min)

举有一例：Air Flow=1.76*1000/(59-20)=45(CFM) (发热量1000W，出口温度59℃，进口温度20℃)

温差达39℃，到底应该是多少比较合适，晕！

理论计算出来的风量值，考虑到风量损失及安全性等因素，要乘以1.5-2倍，Q风…>=1.5Q风

选用台湾建准KD2412PMBX_6A 风量120CFM= 3.4m3/min，两只根据冷却方案，确定了强迫风冷，重新选定散热器，选择无锡鸿祥散热器有限公司的插片式散热器，见图，轮廓尺寸是根据元器件的放置大致初定的，下面就要校核。

散热器的校核计算

换热方程式

Q热=h.A·△t·ηf

式中: Q热电子设备的耗热，W

h 总换热系数，W/m2·℃

A 有效换热面积，m2

△t 对流平均温差，℃

ηf 换热效率

这个公式是电子设备热设计标准手册上查到的，不会有错，就看怎么理解参数了。

但中国电子科技集团公司第14研究所夏爱清的那篇文章上的公式与之相比有点区别，摘录如下：

以下简称夏文

“Q0=hPLC·(t0-tf)

设定ηf为肋片散热效率，则实际散热量为：

Q= Q0·ηf=hPLC·△t·ηf

式中，h为对流换热系数，W/m2·℃；P为肋片横截面周长，m；Lc为修正长度，m；△t为流体与壁面的温差，℃。

设定肋基温度为+80℃，用整机的高温环境温度+50℃作为进口空气温度，设定出口空气温度为+60℃，则：

△t=80-50=30℃定性温度为tf =(60+50)/2=55℃”

这里将△t=30℃，我理解为散热器铝片与环境温度差

但P.LC 不理解，肋片横截面周长*修正长度，得到的结果是什么面积呢？

回到换热公式，先来求h，总换热系数

h=λ.Nu/d

式中：h 换热系数W/m2.℃

λ空气的换热系数W/m.℃0.029W/(m·K)

Nu 努谢尔特数

d 当量直径，m

当量直径d=4A/U

式中：A 散热片中每两个肋片围成的面积，m2

U 散热片中每两个肋片围成的周长，m

从图3可以看出每两个肋片围成的尺寸是5.2*79

d=4A/U=4*0.0052*0.079/2(0.0052+0.079)=0.00976m

下面求努谢尔特数Nu

要求出努谢尔特数Nu ，先要求出雷诺数Re

Re=vd/ ν

式中：Re 雷诺数

v 空气流速m/s

d 当量直径m

ν运动粘度18.9×10^-6m2/s

空气流速v和风机相关，v=Q风*90%/A

Q风风机的标称通风量考虑到侧隙和底缝及同风量不均匀等因素，所以按90%计算

A 通风孔的面积这个我也有疑虑，是机箱出风口面积还是进风口的面积，又或是散热器的肋板风道面积呢？

《夏》文中，风机是贴着板壁放置，向里吹风，所以此面积是机箱板壁进风口的面积，我的这个没有板壁阻挡，只有安全罩，向外排风的，面积应该采用哪个呢，我这里采用机箱上部出风口的孔洞面积，120*120 mm2 v=Q风*90%/A=4.2*90%/(0.12*0.12)=262.5(m/min)=4.375(m/s)

Re=vd/ ν =4.375*0.00976/18.9×10^-6=2259

由2200

Nu=0.116(Re^2/3-125)Pr^1/3[1+(d/L)^2/3(μ′/μ)^0.14]

式中：Re 雷诺数

Pr 普郎特数查得Pr=0.7

d 当量直径m

L 散热器长度m 初步定为220mm

μ动力粘度20.1×10^-6kg/(m.s)

μ′为空气定性温度为+50°C时的动力粘度，19.6×10^-6 kg/(m.s)

上式是《夏》文引用的。在《电子设备手册》中，也提到到了努谢尔特数Nu计算，

Re<2200 层流状态Nu=1.86(Re.Pr.d/L)^1/3.(μ′/μ)^0.14

Re>10^4 紊流状态Nu=0.023Re^0.8.Pr^0.4

偏没有2200

Nu=0.116(Re^2/3-125)Pr^1/3[1+(d/L)^2/3(μ′/μ)^0.14]

=0.116(2259^2/3-125)*0.7^1/3[1+(0.00976/0.22)^2/3*(19.6*10^-6/20.1*10^-6)^0.14=5.5

现在可以计算对流换热系数了

h=λ.Nu/d=0.029*5.5/0.00976=16.34 (w/m2.k)

再来计算总的换热量

Q热=h.A·△t·ηf

ηf 按0.9取值，也没什么依据，有按0.95取的

A = 5.2*79*220*40*10^-6=3.615m2

Q热=16.34*3.615*30*0.9=1594 (W)

总散热量1594W，加上散热器其它表面的辐射散热和自然对流散热，完全能满足18.5kw变频器的工作需要了。

散热片的基本知识

散热器基础知识 铝型材散热器 目前市场上有大量各种尺寸铝型材散热器模具，并可根据要求开发生产新型材散热产品。铝型材散热器价格低廉，应用广泛，可以根据需要进行进一步的精密机械加工、安装扣具背板、附装界面导热材料以确保有效导热及安装可靠。如图： 热管散热模组 〃热管简介： 热管是一种非常高效的导热元件，其传热效率可达到金属的几十倍。自从热管技术被引入散热器制造行业，以热管为核心，配合热沉、翅片、风扇等构成的热管模组，能够解决因空间狭小或热量过于集中而导致的散热难题，克服了传统散热模式无法克服的发热功率与有效散热能力之间的矛盾。 热管可以在一定限度内被折弯及压扁，以适应不同的结构需要。在热管传热原理的基础上，还衍生出了其它的高效传热器件，如热柱（heat column）、真空冷板（vapor chamber）、回路热管（loop heatpipe）等，可以满足各种专门需要 〃穿接式热管散热模组： 穿接式热管散热模组是在热管的散热端穿接上高密度的散热翅片，翅片材料可以是铜片或铝片，鳍片与热管间通过焊接方式连接。 穿接式热管散热模组可以大幅减小产品体积，同时大大提高散热效率，其在笔记本电脑、通信设备、工控产品等领域均有广泛的应用。 〃埋嵌式热管散热模组 热管埋嵌在散热器底板内，能够起到均衡底板温度提高散热效率的作用。尤其对热源位置集中，散热器底板面积又较大的情况，均温效果非常显著。 从传热学的角度来看，整个散热器的热阻将有效的降低，近而大大改善了散热器的散热效果，使发热元器件的表面温度大幅度下降

焊接型散热器 〃焊接型散热器介绍： 随着电子产品功率的不断增高而产品体积又日益减小，催生了高密度焊接散热器的广泛应用。焊接型散热器一般由底板和翅片焊接而成，底板和翅片材料可选用铜材或铝材灵活组合。采用软钎焊技术加工能够保持材料的物理特性不变，以及满足较高的精度要求。 〃焊接型散热器特点： 鳍片密度高－－大幅度增加散热面积 产品重量轻体积小－－适应产品的小型或轻型化要求 铜铝混合焊接－－兼取铜材传热更佳及铝材重量较轻的优势 特定区域焊接－－可以仅在需要散热的区域焊接散热齿片或传热部件 模具费用低－－节省大型铝型材昂贵的模具费 底板可精密加工－－底板可以加工精密腔体或复杂的避让位 风琴片单折片扣合片 风扇散热模组 将风扇与散热器相组合，可以使散热器在强制对流环境下工作，从而大幅提高整个散热模组的散热效率。无论是型材散热器、焊接型散热器还是热管模组，都能方便的与风扇结合。我们可以根据您的要求选择风扇和设计散热器，并使二者达到最佳匹配。

大功率LED灯散热器结构设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/f94567062.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.wendangku.net/doc/f94567062.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

散热器设计的基本计算(最新整理)

散热器设计的基本计算 一、概念 1、热路：由热源出发，向外传播热量的路径。在每个路径上，必定经过一些不同的介质， 热路中任何两点之间的温度差，都等于器件的功率乘以这两点之间的热阻，就像电路中的欧姆定律，与电路等效关系如下。 热路电路 热耗P （W）电流V ab I （A） 温差△T=T1－T2 （℃）电压V ab=V a－V b（V） 热阻R th=△T/P （℃/ W）电阻R=V ab/I （Ω） 热阻串联R th=R th1＋R th2＋…电阻串联R=R1＋R2＋… 热阻并联1/R th=1/R th1＋1/R th2＋…电阻并联1/R=1/R1＋1/R2＋… 2、热阻：在热路中，各种介质及接触状态，对热量的传递表现出的不同阻碍作用—— 在热路中产生温度差,形成对热路中两点间指标性的评价。 符号——Rth 单位——℃/W。 ?稳态热传递的热阻计算: R th= (T1－T2)/P T1——热源温度（无其他热源）（℃) T2——导热系统端点温度（℃) ?热路中材料热阻的计算: R th=L/(K·S) L——材料厚度（m) S——传热接触面积（m2) 3、导热率：是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所 传递的热量。 符号——K or λ单位——W／m-K，

铝合金10702261900平面 铝合金1050209硅胶垫佳日丰泰 5.0铝合金6063201矽胶套帽佳日丰泰 1.0铝合金6061160相变基膜佳日丰泰 1.4铝合金7075 130矽硅膜鑫鑫顺源0.9铁80导热膏KDS-2 0.84不锈钢17 空气 0.04 二、热设计的目标 1、确保任何元器件不超过其最大工作结温（T jmax ） ?推荐：器件选型时应达到如下标准 民用等级：T jmax ≤150℃ 工业等级：T jmax ≤135℃军品等级：T jmax ≤125℃ 航天等级：T jmax ≤105℃ ?以电路设计提供的，来自于器件手册的参数为设计目标2、温升限值 器件、内部环境、外壳： △T ≤60℃ 器件每升高2℃，可靠性下降10％；器件温升为50℃时，寿命只有温升25℃的1/6，电解电容温升超过10℃，寿命下降1/2。三、计算 1、TO220封装＋散热器 1)结温计算?热路分析 热传递通道：管芯j →功率外壳c →散热器 s →环境空气a

CPU散热器结构与性能

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

散热片设计准则(参考)

散热片设计一般准则 一、自然对流散热片设计 —-散热片得设计可就包络体积做初步得设计,然后再就散热片得细部如鳍片及底部尺寸做 详细设计 1、包络体积 2、散热片底部厚度 良好得底部厚度设计必须由热源部分厚而向边缘部份变薄,如此可使散热片由热源部份吸收足够得热向周围较薄得部份迅速传递. 底部之厚度关系底部厚度与输入功率得关系 3、鳍片形状 空气层得厚度约２mｍ,鳍片间格需在４mｍ以上才能确保自然对流顺利。但就是却会造成鳍片数目减少而减少散热片面积。 A、鳍片间格变狭窄—自然对流发生减低，降低散热效率。?鳍片间格变大—鳍片变少，表 面积减少。 B、鳍片角度鳍片角度约三度. 鳍片形状 鳍片形状参考值 C、鳍片厚度 当鳍片得形状固定，厚度及高度得平衡变得很重要，特别就是鳍片厚度薄高得情况,会

造成前端传热得困难，使得散热片即使体积增加也无法增加效率 鳍片变薄-鳍片传热到顶端能力变弱?鳍片变厚—鳍片数目减少（表面积减少） 鳍片增高—鳍片传到顶端能力变弱(体积效率变弱）?鳍片变短-表面积减少 4、散热片表面处理 散热片表面做耐酸铝（Alｕｍite）或阳极处理可以增加辐射性能而增加散热片得散热效能,一般而言，与颜色就是白色或黑色关系不大.表面突起得处理可增加散热面积,但就是在自然对流得场合,反而可能造成空气层得阻碍，降低效率。 二、强制对流散热片设计 ——增加热传导系数 (1)增加空气流速这个就是很直接得方法，可以配合风速高得风扇来达成目得， (2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短得部分,这样虽然会减少散热片面,但就 是却增加了热传导系数，同时也会增加压。当风向为不定方向时,此种设计较为适 当.（如摩托车上得散热片） 散热片横切 (3) 针状鳍片设计针状鳍片散热片具有较轻及体积较小得优点,同时也有较高得体积 效率，更重要得就是具有等方向性，因此适合强制对流散热片,如图九所示。鳍片得外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形，矩形散热片就是由铝挤型横切而成，圆形则可由锻造或铸造成型,椭圆形或液滴形得散热片热传系数较高，但成型比较不易。?（4)冲击流冷却利用气流由鳍片顶端向底部冲击,这种冷却得方式可以增加热传导性，但就是须注意风得流向配合整体设计。 针状鳍片散热片辐射状鳍片散热片 (3)对于常见得风扇置于散热片上方得下吹设计,由于须配合风扇特性，因此需做更精 确得设计。轴流风扇由于有旋转效应,同时轴得位置风不易吹到，因此许多散热片 设计成辐射状，如图十所示。也有些散热片得顶端设计成长短不一或就是弯曲得形 状用以导风。另外种方式就是采用侧吹得方式,一般而言,侧吹方式得散热片由于气 流可吹过鳍片,而且流阻较少，因此对于高且密得鳍片而言，配合顶端加盖设计以

散热在结构设计中的应用

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）

热设计基础

热设计基础（一）：热即是“能量”，一切遵循能量守恒定律 在开发使用电能的电子设备时，免不了与热打交道。“试制某产品后，却发现设备发热超乎预料，而且利用各种冷却方法都无法冷却”，估计很多读者都会有这样的经历。如果参与产品开发的人员在热设计方面能够有共识，便可避免这一问题。下面举例介绍一下非专业人士应该知道的热设计基础知识。 “直径超过13cm，体积庞大，像换气扇一样。该风扇可独立承担最大耗电量达380W的PS3的散热工作”。 以上是刊登在2006年11月20日刊NE Academy专题上的“PlayStation3”（PS3）拆解报道中的一句话。看过PS3内像“风扇”或“换气扇”一样的冷却机构，估计一定会有人感到惊讶。 “怎么会作出这种设计？” “这肯定是胡摸乱撞、反复尝试的结果。” “应该运用了很多魔术般的最新技术。” “简直就是胡来……” 大家可能会产生这样的印象，但事实上并非如此。 PS3的冷却机构只是忠实于基础，按照基本要求累次设计而成。既没有胡摸乱撞，也不存在魔术般的最新技术。

在大家的印象里，什么是“热设计”呢？是否认为像下图一样，是“一个接着一个采取对策”的工作呢？其实，那并不能称为是“热设计”，而仅仅是“热对策”，实际上是为在因热产生问题之后，为解决问题而采取的措施。 如果能够依靠这些对策解决问题，那也罢了。但是，如果在产品设计的阶段，其思路存在不合理的地方，无论如何都无法冷却，那么，很可能会出现不得不重新进行设计的最糟糕的局面。 而这种局面，如果能在最初简单地估算一下，便可避免发生。这就是“热设计”。正如“设计”本身的含义，是根据产品性能参数来构想应采用何种构造，然后制定方案。也可称之为估计“大致热量”的作业。 虽说如此，但这其实并非什么高深的话题。如果读一下这篇连载，学习几个“基础知识”，制作简单的数据表格，便可制作出能适用于各种情况的计算书，甚至无需专业的理科知识。 第1章从“什么是热”这一话题开始介绍。大家可能会想“那接下来呢”？不过现在想问大家一个问题。热的单位是什么？ 如果你的回答是“℃”，那么希望你能读一下本文。 热是能量的形态之一。与动能、电能及位能等一样，也存在热能。热能的单位用“J”（焦耳）表示。1J能量能在1N力的作用下使物体移动1m，使1g的水温度升高0.24℃。

散热器的选型与计算

散热器的选型与计算 以7805为例说明问题. 设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W 按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出. 正确的设计法是: 首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温TJMAX=125℃,那么允的温升是65℃.要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻. 计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54//x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足. 散热器的计算: 总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/Pd Tjmax :芯组最大结温150℃ Ta :环境温度85℃ Pd : 芯组最大功耗 Pd=输入功率-输出功率 ={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2 =5.5℃/W

总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知RQj-C=1.0 RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C 其中k:导热率铝为2.08 d:散热器厚度cm A:散热器面积cm2 C:修正因子取1 按现有散热器考虑,d=1.0A=17.6×7+17.6×1×13 算得散热器热阻RQd-a=4.1℃/W, 散热器选择及散热计算 目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿式封装，这主要是可便地安装在散热器上，便于散热。进行大功率器件及功率模块的散热计算，其目的是在确定的散热条件下选择合适的散热器，以保证器件或模块安全、可靠地工作。 散热计算 任器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗变成热量。小功率器件损耗小，无需散热装置。而大功率器件损耗大，若不采取散热

散热器设计

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.wendangku.net/doc/f94567062.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。

散热基本理论分析

散热基本理论分析 【摘要】文章主要介绍散热基本理论，指出散热的三种主要方式，分别为导热、对流换热和辐射换热。三种散热方式在各行各业中的应用各有侧重，对流换热是计算机中最为主要的散热手段，辐射换热是各种高温热力设备中的重要换热方式，而对于TV背光系统，导热是最主要的散热方式。 【关键词】散热背光导热对流辐射 一、散热基本理论 热量的传递有导热、对流换热和辐射换热三种方式。导热指物体内的不同部位因温差而发生的传热，或不同温度的两个物体因直接接触而发生的传热，是最直接和常用的散热方式；对流换热指流体与温度不同的物体表面接触时，对流和导热联合起作用的传热，我们常见的风扇就是利用对流换热原理加快流体流动速度而进行散热。辐射换热指的是两个互不接触且温度不同的物体或介质之间通过电磁波进行的换热，这是各种工业炉、锅炉等高温热力设备中重要的换热方式。 二、导热 导热--物体内的不同部位因温差而发生的传热，或不同温度的两物体因直接接触而发生的传热。从定义中我们不难看出，无论是物体内部的热量传递还是物体与其他物体之间的热量传递都属于导热，传导过程中传递的热量按照Fourier（傅里叶）导热定律计算：Q=λA( Th-Tc)/ξ。其中λ指的是材料的导热系数，A指的是两个物体的接触面积，Th和Tc分别指的是高温和低温面的温度，ξ为两个面之间的距离。 从公式中不难看出导热的效果与材料的导热系数、接触面积和温差成正比，与两个面之间的距离成反比。 导热系数单位为W/（m*℃）表示了该材料的导热能力的大小，一般来说固体的导热系数大于液体，液体的导热系数大于气体，例如纯铜的导热系数高达400W/(m*℃)，纯银的导热系数约为236W/(m*℃)，水的导热系数就只有0.6W(m*℃)，而空气的导热系数更仅仅为0.025W(m*℃)。铝的导热系数高而且密度低，所以大多数的散热器都使用铝合金材料，当然如果为了提供散热性能，可以在铝条上增加铜成分或者使用铜散热器，但代价相对较大，因为铜的价格相对昂贵。 图1.导热 三、对流换热 对流换热--流体与温度不同的物体表面接触时，对流和导热联合起作用的传热，这是计算机系统设备上应用最为广泛的一种散热模式。根据流动的起因不同，对流换热可分为强制对流换热和自然对流换热。

结构设计与热设计

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：

电子产品散热设计方法

产品的热设计方法 介绍 为什么要进行热设计？ 高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。 温度对元器件的影响：一般而言，温度升高电阻阻值降低；高温会降低电容器的使用寿命；高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降，一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C；温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚，焊点变脆，机械强度降低；结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加，导致集电极电流增加，又使结温进一步升高，最终导致元件失效。 介绍 热设计的目的 控制产品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标准及规范所规定的最高温度。最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。 在本次讲座中将学到那些内容 风路的布局方法、产品的热设计计算方法、风扇的基本定律及噪音的评估方法、海拔高度对热设计的影响及解决对策、热仿真技术、热设计的发展趋势。 授课内容 风路的设计方法20分钟 产品的热设计计算方法40分钟 风扇的基本定律及噪音的评估方法20分钟 海拔高度对热设计的影响及解决对策20分钟 热仿真技术、热设计的发展趋势50分钟 概述 风路的设计方法：通过典型应用案例，让学员掌握风路布局的原则及方法。 产品的热设计计算方法：通过实例分析，了解散热器的校核计算方法、风量的计算方法、通风口的大小的计算方法。 风扇的基本定律及噪音的评估方法：了解风扇的基本定律及应用；了解噪音的评估方法。 海拔高度对热设计的影响及解决对策：了解海拔高度对风扇性能的影响、海拔高度对散热器及元器件的影响，了解在热设计如何考虑海拔高度对热设计准确度的影响。 热仿真技术：了解热仿真的目的、要求，常用热仿真软件介绍。 热设计的发展趋势：了解最新散热技术、了解新材料。 风路设计方法 自然冷却的风路设计 设计要点 ?机柜的后门(面板)不须开通风口。 ?底部或侧面不能漏风。 ?应保证模块后端与机柜后面门之间有足够的空间。 ?机柜上部的监控及配电不能阻塞风道，应保证上下具有大致相等的空间。 ?对散热器采用直齿的结构,模块放在机柜机架上后,应保证散热器垂直放置,即齿槽应垂直于水平面。对散热器采用斜齿的结构,除每个模块机箱前面板应开通风口外,在机柜的前面板也应开通风口。 风路设计方法 自然冷却的风路设计 设计案例 风路设计方法 自然冷却的风路设计 典型的自然冷机柜风道结构形式 风路设计方法 强迫冷却的风路设计 设计要点 ?如果发热分布均匀，元器件的间距应均匀，以使风均匀流过每一个发热源. ?如果发热分布不均匀，在发热量大的区域元器件应稀疏排列，而发热量小的区域元器件布局应稍密些，或加导流条，以使风能有效的流到关键发热器件。 ?如果风扇同时冷却散热器及模块内部的其它发热器件，应在模块内部采用阻流方法，使大部分的风量流

散热器的知识

散热器的知识 选用散热器的三大注意 一、三种质从头说 用于散热器的材料主要是铸铁，钢制、铝合金等三种。 铸铁散热器。铸铁散热器由于其价格低，耐腐蚀等优点，所以长期以来一直是我国市场上的主导产品。但尽管铸铁散热器本身抗腐蚀能力较强，但由于多处使用钢制接头，该处容易出现腐蚀漏水。所以近些年来，由于我国散热器制造工艺的不断改进，行业要求愈来愈高，铸铁散热器更因其承压低，体积重，外形粗陋，生产能耗高等诸多无法克服的劣势，将逐渐被市场淘汰。 铝合金散热器。目前市场上的铝制散热器主要有高压和拉伸铝合金焊接两种。在我国市场上销售的铝制散热器主要为焊接型，因为其焊接点强度不能保证，容易出现问题而漏水，因此请消费者谨慎选择。另外提醒消费者：由于铝合金散热器不适用于碱性水质，与钢不一样，所以应避免铝合金散热器与其他材料混合安装。 钢制散热器。铸铁散热器被淘汰，取而代之的将主要是钢制散热器(柱式、板式等等)。钢制散热器在欧洲已有近50年的使用历史，现已占80%以上的市场份额。在中国的其市场份额也在迅速增长。以前，由于所有钢制散热器在不安全的系统中(开式系统、部分无压炉系统及漏税严重的系统)会出现腐蚀，但对采暖系统的水质要求较严，受了很多限制。零售用户由于对自己所在系统的水质了解不够，所以选用时一定要慎重。 最近从业界传来消息，今年九月中旬，中国高档散热器行业的龙头北京森德公司将针对零售市场最新推出防腐新品——森德无限防腐型散热器。“森德无限”是森德研发中心针对中国采暖系统的现状，专为不

规范的热水采暖系统开发的顶级防腐型散热器，其卓越的防腐性能，让他能够安全的适用于任何类型的热水采暖系统。它让钢制散热器的选择也从此变得“简单化”，毫无限制。 四个窍门巧安装 散热器形状及安装位置应根据房间的结构来定： 1、落地窗宜选用矮长的置于窗下的散热器； 2、出于减少占用房间使用面积的目的，即从装饰效果出发，也可选择高窄的置于侧墙的散热器； 3、用户如需要在窗前安装护栏，则可选择森德单柱或二柱型散热器既为护栏，又可采暖，一举两得；4。、对于有窗台的房间，可以选择低于窗台与窗台大致等宽的散热器；用户亦可选择较高的散热器置于窗户侧面或侧墙。 异形(折形或弧形)窗台，可以根据具体尺寸定制。 房间的设计温度及散热器片数可以参考如下： 影响房间温度的因素很多（如：小区供热热水的温度、房子的朝向、建筑物的年龄等），但通常情况用户可以如下计算（供参考）。以森德多柱钢管散热器 MS3060型为例，予以说明：客厅、书房及卧室：20°C 1片/平米浴室、卫生间：24°C 1.3片/平米厨房：16°C 0.7片/平米储藏室：12°C 0.5片/平米注意：这些设计参数是根据房间实际使用功能来定的，与国内现行的设计标准(18°C)不符。用户更换时也可参考现有暖气的 片数。若需加大散热器的用量，提高房间的温度，则应取得物业或开发公司的同意，以免小区供热失去平衡，特别是对单管(串联)供热系统会影响底层用户的正常采暖。 二条规范保安全

散热器内部结构的改良设计

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

散热防热在结构设计中的应用 来源：新世纪LED论坛https://www.wendangku.net/doc/f94567062.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；

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算 【1】散热器基础 1、散热量计量单位的W 是什么？ 散热器技术性能中的W 是热功率计量单位。是指每米或每片（柱）散热器在不同工况下每小时的散热量（瓦）。2、什么是金属热强度？其在工程中的实际意义是什么？ 金属热强度Q（W/KG .℃）:是指金属散热器内热媒的平均温度与室内空气温度相差1℃时,每公斤质量的金属单位时间所散出的热量.Q值越大,说明散出同样的热量所耗用金属越少.这个指标是衡量散热器节能和经济性的一个指标。各种散热器的金属热强度比较表 3、什么是散热器的传热系数? 散热器的传热系数K(W/㎡.℃):是指散热器内热媒的平均温度与室内气温相差为1度时,每平方米散热面积所传出的热量.该值与散热面积的乘积,再乘标准传热温差(64.5℃)就是该散热器的标准散热量.即Q=K.F.64.5,在散热面积一定的情况下,K值越大,则散热器的散热量就越大.K值为整个传热过程的综合系数(包括对流传热和辐射传热),与散热器本身的特点和使用条件有关,如水流情况,内外表面情况等。 4、散热器的散热过程是什么样的? 当温度较高的热媒在散热器内流过时,热媒所携带的热量通过散热器不断地传给温度较低的室内空气,其散热过程为: 1、散热器内的热媒通过对流换热把热量传给散热器内壁面(内表面放热系数) 2、内壁面靠导热把热量传给外壁; 3、外壁靠对流换热把大部分热量传给空气,又靠辐射把一小部分热量传给室内的物体和人. 5、散热器的水容量对采暖的影响如何? 散热器水容量对采暖的影响: 1、散热器的水容量大,采暖系统热惰性比较大,在锅炉间断供热时,水冷却时间稍长一些,采暖房间仍可以保持相当长时间的一定温度.但再供水时,水升温也比较慢.大水容量的系统调节反映速度较慢.在连续供热时,对供暖质量无影响； 2、散热器的水容量小,启动时间短,温度调节灵敏,居室升温快,便于分户计量供热,既省钱又方便； 3、热量是靠流动的水携带和运输的,水容量大小对热量无直接影响,只是调节时间有长短分别。 【注】：铝制散热器水容量最小，所以铝制散热器升温快，调节灵活，可实现人在快速升温，人离即可降温的间歇式供暖。

翅片管散热器结构原理

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。

技术讲座--热设计基础

【技术讲座】热设计基础（一）：热即是“能量”，一切遵循能量守恒定律 在开发使用电能的电子设备时，免不了与热打交道。“试制某产品后，却发现设备发热超乎预料，而且利用各种冷却方法都无法冷却”，估计很多读者都会有这样的经历。如果参与产品开发的人员在热设计方面能够有共识，便可避免这一问题。下面举例介绍一下非专业人士应该知道的热设计基础知识。 “直径超过13cm，体积庞大，像换气扇一样。该风扇可独立承担最大耗电量达380W的PS3的散热工作”。 以上是刊登在2006年11月20日刊NE Academy专题上的“PlayStation3”（PS3）拆解报道中的一句话。看过PS3内像“风扇”或“换气扇”一样的冷却机构，估计一定会有人感到惊讶。 “怎么会作出这种设计？” “这肯定是胡摸乱撞、反复尝试的结果。” “应该运用了很多魔术般的最新技术。” “简直就是胡来……” 大家可能会产生这样的印象，但事实上并非如此。 PS3的冷却机构只是忠实于基础，按照基本要求累次设计而成。既没有胡摸乱撞，也不存在魔术般的最新技术。 在大家的印象里，什么是“热设计”呢？是否认为像下图一样，是“一个接着一个采取对策”的工作呢？其实，那并不能称为是“热设计”，而仅仅是“热对策”，实际上是为在因热产生问题之后，为解决问题而采取的措施。

如果能够依靠这些对策解决问题，那也罢了。但是，如果在产品设计的阶段，其思路存在不合理的地方，无论如何都无法冷却，那么，很可能会出现不得不重新进行设计的最糟糕的局面。 而这种局面，如果能在最初简单地估算一下，便可避免发生。这就是“热设计”。正如“设计”本身的含义，是根据产品性能参数来构想应采用何种构造，然后制定方案。也可称之为估计“大致热量”的作业。 虽说如此，但这其实并非什么高深的话题。如果读一下这篇连载，学习几个“基础知识”，制作简单的数据表格，便可制作出能适用于各种情况的计算书，甚至无需专业的理科知识。 第1章从“什么是热”这一话题开始介绍。大家可能会想“那接下来呢”？不过现在想问大家一个问题。热的单位是什么？ 如果你的回答是“℃”，那么希望你能读一下本文。 热是能量的形态之一。与动能、电能及位能等一样，也存在热能。热能的单位用“J”（焦耳）表示。1J能量能在1N力的作用下使物体移动1m，使1g的水温度升高0.24℃。