艾默生电子设备强迫风冷热设计规范

电子设备的强迫风冷热设计规范

2004/05/01发布2004/05/01实施

艾默生网络能源有限公司

修订信息表

目录

目录 (3)

前言 (5)

1目的 (6)

2 适用范围 (6)

3 关键术语 (6)

4引用/参考标准或资料 (7)

5 规范内容 (8)

5.1 遵循的原则 (8)

5.2 产品热设计要求 (8)

5.2.1产品的热设计指标 (8)

5.2.2 元器件的热设计指标 (9)

5.3 系统的热设计 (9)

5.3.1 常见系统的风道结构 (9)

5.3.2 系统通风面积的计算 (16)

5.3.3 系统前门及防尘网对系统散热的影响 (16)

5.4 模块级的热设计 (16)

5.4.1 模块损耗的计算方法 (16)

5.4.2 机箱的热设计 (16)

5.4.2.1 机箱的选材 (16)

5.4.2.2 模块的通风面积 (17)

5.4.2.3 机箱的表面处理 (17)

5.5 单板级的热设计 (17)

5.5.1 选择功率器件时的热设计原则 (17)

5.5.2 元器件布局的热设计原则 (17)

5.5.3 元器件的安装 (18)

5.5.4 导热介质的选取原则 (19)

5.5.5 PCB板的热设计原则 (19)

5.5.6 安装PCB板的热设计原则 (22)

5.5.7 元器件结温的计算 (22)

5.6 散热器的选择与设计 (25)

5.6.1散热器需采用的强迫冷却方式的判别 (25)

5.6.2 强迫风冷散热器的设计要点 (25)

5.6.3 风冷散热器的辐射换热考虑 (27)

5.6.4 海拔高度对散热器的设计要求 (27)

5.6.5 散热器散热量计算的经验公式 (27)

5.6.6强化散热器散热效果的措施 (28)

5.7风扇的选择与安装的热设计原则 (28)

5.7.1多个风扇的安装位置 (28)

5.7.2风扇与最近障碍物间的距离要求 (28)

5.7.3消除风扇SWIRL影响的措施 (29)

5.7.4抽风条件下对风扇选型的限制 (29)

5.7.5降低风扇噪音的原则 (30)

5.7.6解决海拔高度对风扇性能影响的措施 (31)

5.7.7确定风扇型号的方法 (31)

5.7.8吹风与抽风方式的选择原则 (32)

5.7.9延长风扇寿命与降低风扇噪音的措施 (32)

5.7.10风扇的串列与并联 (32)

5.8防尘对产品散热的影响 (35)

5.8.1抽风方式的防尘措施 (35)

5.8.2吹风方式下的防尘措施 (35)

5.8.3防尘网的选择方法 (35)

6 产品的热测试 (36)

6.1 进行产品热测试的目的 (36)

6.2 热测试的种类及所用的仪器、设备 (36)

6.2.1温度测试 (36)

6.2.2速度测量 (37)

6.2.3流体压力的测量 (38)

7 附录 (40)

7.1 元器件的功耗计算方法 (40)

7.2 散热器的设计计算方法 (42)

7.3 冷板散热器的计算方法 (43)

7.4 强迫风冷产品的热设计检查模板 (46)

前言

本规范由艾默生网络能源有限公司研发部发布实施，适用于本公司的产品设计开发及相关活动。本规范替代以前公司的同名规范，老版本的同名规范一律废除。本规范更换了新的模板，并根据公司产品开发需求的变化及已积累的设计经验增加了新的内容。本规范由我司所有的产品开发部门遵照执行。

本规范于2004/05/01 批准发布；

本规范拟制部门：结构设计中心；

本规范拟制人：李泉明；

审核人：张士杰；

本规范标准化审查人：数据管理中心；

本规范批准人：研发管理办；

1目的

建立一个电子设备在强迫风冷条件下的热设计规范，以保证设备内部的各个元器件如开关管、整流管、IPM模块、整流桥模块、变压器、滤波电感等的工作温度在规定的范围内，从而保证电子设备在设定的环境条件下稳定、安全、可靠的运行。

2 适用范围

本热设计规范适用于强迫风冷电子设备设计与开发，主要应用于以下几个方面：●机壳的选材

●结构设计与布局

●器件的选择

●散热器的设计与选用

●通风口的设计、风路设计

●热路设计

●选择风扇

3 关键术语

3.1 热环境

设备或元器件的表面温度、外形及黑度，周围流体的种类、温度、压力及速度，每一个元器件的传热通路等情况

3.2 热特性

设备或元器件温升随热环境变化的特性，包括温度、压力和流量分布特征。

3.3导热系数(λ w/m.k)

表征材料热传导性能的参数指标，它表明单位时间、单位面积、负的温度梯度下的导热量。

3.4 对流换热系数（α w/m2.k）

对流换热系数反映了两种介质间对流换热过程的强弱，表明了当流体与壁面间的温差为1℃时，在单位时间通过单位面积的热量。

3.5 热阻(℃/w)

反映介质或介质间传热能力的大小，表明了1W热量所引起的温升大小。3.6流阻(P

)

a

流阻反映了流体流过某一通道时所产生的压力差。

）

3.7 雷诺数（R

e

雷诺数的大小反映了流体流动时的惯性力与粘滞力的相对大小，雷诺数是说明流体流态的一个相似准则。

)

3.8 普朗特数(P

r

普朗特数是说明流体物理性质对换热影响的相似准则。

)

3.9 格拉晓夫数(G

r