散热设计
开关电源散热设计
开关电源散热设计第一篇：开关电源散热设计散热设计的一些基本原则从有利于散热的角度出发,印制版最好是直立安装,板与板之间的距离一般不应小于2cm,而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定的规则: ·对于采用自由对流空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按纵长方式排列,如图3示;对于采用强制空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按横长方式排列.·同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游.·在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响.·对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部),千万不要将它放在发热器件的正上方,多个器件最好是在水平面上交错布局.·设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板.空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动,所以在印制电路板上配置器件时,要避免在某个区域留有较大的空域.整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题.电子设备散热的重要性在电子设备广泛应用的今天.如何保证电子设备的长时间可靠运行,一直困扰着工程师们.造成电子设备故障的原因虽然很多,但是高温是其中最重要的因素(其它因素重要性依次是振动Vibration、潮湿Humidity、灰尘Dust),温度对电子设备的影响高达60%.温度和故障率的关系是成正比的,可以用下式来表示: F = Ae-E/KT 其中: F = 故障率, A=常数 E = 功率K =玻尔兹曼常量(8.63e-5eV/K)T = 结点温度随着芯片的集成度、功率密度的日愈提高,芯片的温度越来越成为系统稳定工作、性能提升的绊脚石.作为一个合格的电子产品设计人员,除了成功实现产品的功能之外,还必须充分考虑产品的稳定性、工作寿命,环境适应能力等等.而这些都和温度有着直接或间接的关系.数据显示,45%的电子产品损坏是由于温度过高.可见散热设计的重要性.如何对产品进行热设计,首先我们可以从芯片厂家提供的芯片Datasheet为判断的基础依.如何理解Datasheet的相关参数呢?下面将对Datasheet 中常用的热参数逐一说明.一、Datasheet中和散热有关的几个重要参数P--芯片功耗,单位W(瓦).功耗是热量产生的直接原因.功耗大的芯片,发热量也一定大.Tc--芯片壳体温度,单位℃.Tj--结点温度,单位℃.随着结点温度的提高,半导体器件性能将会下降.结点温度过高将导致芯片工作不稳定,系统死机,最终芯片烧毁.Ta--环境温度,单位℃.T stg--存储温度,单位℃.芯片的储存温度.Rja/θja--结点到环境的热阻,单位℃/W.Rjc/θjc--结点到芯片壳的热阻,单位℃/WΨjt--可以理解为结点到芯片上表面的热阻.当芯片热量只有部分通过上壳散出的时候的热阻参数.LFM--风速单位,英尺/分钟.提供最大Ta、Tj、P--早期的芯片Datasheet一般都是这种.理论上我们只需要保证芯片附近的环境温度不超过这个指标就可以保证芯片可以正常工作.但是实际并非如此.Ta这个参数是按照JEDEC标准测试而得.JEDEC标准是这样定义的:把芯片置于一块3X4.5英寸的4层PCB中间,环境温度测试探头距离这块PCB的板边缘12英寸.可见我们产品几乎不可能满足这种测试条件.因此,T a在这里对我们来说,没什么意义.在这种情况下保守的做法是:保证芯片的壳体温度T c﹤T a-max,一般来说芯片是可以正常工作的.>br> 直接提供Tc-max--这种情况相对较少,处理也相对简单.只需保证Tc﹤Tc-max即可.>br> 提供Tj、Rjc/θjc、P--近2年来,随着热设计的重要性不断提高,大部分的芯片资料都会提供上述参数.基本公式如下: Tj=Tc+Rjc*P只要保证Tj﹤Tj-max即可保证芯片正常工作.归根结底,我们只要能保证芯片的结点温度不超过芯片给定的最大值,芯片就可以正常工作.如何判断芯片是否需要增加散热措施第一步:搜集芯片的散热参数.主要有:P、Rja、Rjc、Tj等第二步:计算T c-max:Tc-max=Tj-Rjc*P第三步:计算要达到目标需要的Rca:Rca=(T c-max-Ta)/P第四步:计算芯片本身的Rca’:Rca’=Rja-Rjc如果Rca大于Rca’,说明不需要增加额外的散热措施.如果Rca小于Rca’,说明需要增加额外的散热措施.比如增加散热器、增加风扇等等.如前所述,Rja不能用于准确的计算芯片的温度,所以这种方法只能用于简单的判断.而不能用于最终的依据.下面举一个简单的例子: 例:某芯片功耗——1.7W;Rja——53℃/W;Tj——125℃;Rjc——25℃/W,芯片工作的最大环境温度是50℃.判断该芯片是否需要加散热器,散热器热阻是多少.Tc-max=Tj-Rjc*P =125℃-25℃/W*1.7W=82.5℃Rca=(T c-max-Ta)/P =(82.5-50)1.7 =19.12℃/WRca’=Rja-Rjc =53-25 =28℃/WRca小于Rca’,所以需要增加散热器.散热器的热阻假设为Rs,则有: Rs//Rca’小于Rca Rs*28/(Rs+28)小于19.12 Rs小于60.29℃/W 所以选用的散热器热阻必须小于60.29℃/W.在普通的数字电路设计中,我们很少考虑到集成电路的散热,因为低速芯片的功耗一般很小,在正常的自然散热条件下,芯片的温升不会太大.随着芯片速率的不断提高,单个芯片的功耗也逐渐变大,例如:Intel的奔腾CPU的功耗可达到 25W.当自然条件的散热已经不能使芯片的温升控制在要求的指标之下时,就需要使用适当的散热措施来加快芯片表面热的释放,使芯片工作在正常温度范围之内.通常条件下,热量的传递包括三种方式:传导、对流和辐射.传导是指直接接触的物体之间热量由温度高的一方向温度较低的一方的传递,对流是借助流体的流动传递热量,而辐射无需借助任何媒介,是发热体直接向周围空间释放热量.在实际应用中,散热的措施有散热器和风扇两种方式或者二者的同时使用.散热器通过和芯片表面的紧密接触使芯片的热量传导到散热器,散热器通常是一块带有很多叶片的热的良导体,它的充分扩展的表面使热的辐射大大增加,同时流通的空气也能带走更大的热能.风扇的使用也分为两种形式,一种是直接安装在散热器表面,另一种是安装在机箱和机架上,提高整个空间的空气流速.与电路计算中最基本的欧姆定律类似,散热的计算有一个最基本的公式: 温差= 热阻× 功耗在使用散热器的情况下,散热器与周围空气之间的热释放的“阻力”称为热阻,散热器与空气之间“热流”的大小用芯片的功耗来代表,这样热流由散热器流向空气时由于热阻的存在,在散热器和空气之间就产生了一定的温差,就像电流流过电阻会产生电压降一样.同样,散热器与芯片表面之间也会存在一定的热阻.热阻的单位为℃/W.选择散热器时,除了机械尺寸的考虑之外,最重要的参数就是散热器的热阻.热阻越小,散热器的散热能力越强.风冷散热原理从热力学的角度来看,物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在时,就必然发生热从高温处传递到低温处,这是自然界和工程技术领域中极普遍的一种现象.而热传递的方式有三种:辐射、对流、传导,其中以热传导为最快.我们要讨论的风冷散热,实际上就是强制对流散热.对流换热是指流体与其相接触的固体表面或流体,而这具有不同温度时所发生的热量转移过程.热源将热量以热传导方式传至导热导热介质,再由介质传至散热片基部,由基部将热量传至散热片肋片并通过风扇与空气分子进行受迫对流,将热量散发到空气中.风扇不断向散热片吹入冷空气,流出热空气,完成热的散热过程.对流换热即受导热规律的支配,又受流体流动规律的支配,属于一种复杂的传热过程,表现在对流换热的影响因素比较多.1．按流体产生流动的原因不同,可分为自然对流和强制对流.2．按流动性质来区分,有层流和紊流之别.流体从层流过渡到紊流是由于流动失去稳定性的结果.一般以雷诺数(Re)的大小,作为层流或紊流的判断依据.3．流体的物性对对流换热的影响.例如,粘度、密度、导热系数、比热、导温系数等等,它们随流体不同而不同,随温度变化而变化,从而改变对流换热的效果.4．换热表面的几何条件对对流换热的影响.其中包括: 1)管道中的进口、出口段的长度,形状以及流道本身的长度等;2)物体表面的几何形状,尺寸大小等;3)物体表面,如管道壁面、平板表面等的粗糙程度;4)物体表面的位置(平放、侧放、垂直放置等)以及流动空间的大小.5．流体物态改变的影响.6．换热面的边界条件,如恒热流、恒壁温等,也会影响对流换热.7.风量和温度的关系 T＝Ta+1.76P/Q 式中Ta--环境温度,℃ P--整机功率,W Q--风扇的风量,CFM T--机箱内的温度,℃举一个电路设计中热阻的计算的例子: 设计要求: 芯片功耗: 20瓦芯片表面不能超过的最高温度: 85℃环境温度(最高): 55℃ 计算所需散热器的热阻.实际散热器与芯片之间的热阻很小,取01℃/W作为近似.则(R + 0.1)× 20W = 85℃-55℃得到R = 1.4 ℃/W只有当选择的散热器的热阻小于1.4℃/W时才能保证芯片表面温度不会超过85℃.使用风扇能带走散热器表面大量的热量,降低散热器与空气的温差,使散热器与空气之间的热阻减小.因此散热器的热阻参数通常用一张表来表示.如下例: 风速(英尺/秒)热阻(℃/W)0 3.5 100 2.8 200 2.3 300 2.0 400 1.8 PCB表面贴装电源器件的散热设计以Micrel公司表贴线性稳压器为例,介绍如何在仅使用一个印制电路板的铜铂作为散热器时是否可以正常工作.1.系统要求: VOUT=5.0V;VIN(MAX)=9.0V;VIN(MIN)=5.6V;IOUT=700mA;运行周期=100%;TA=50℃根据上面的系统要求选择750mA MIC2937A-5.0BU稳压器,其参数为: VOUT=5V±2%(过热时的最坏情况)TJ MAX=125℃.采用TO-263封装,θJC=3℃/W;θCS≈0℃/W(直接焊接在电路板上).2.初步计算: VOUT(MIN)=5V-5×2%=4.9VPD=(VIN(MAX)-VOUT(MIN))+IOUT+(VIN(MAX)×I)=[9V-4.9V]×700mA+(9V×15mA)=3W 温度上升的最大值, ΔT=TJ(MAX)-TA = 125℃-50℃=75℃;热阻θJA(最坏情况):ΔT/PD=75℃/3.0W=25℃/W.散热器的热阻, θSA=θJA-(θJC+θCS);θSA=25-(3+0)=22℃/W(最大).3.决定散热器物理尺寸: 采用一个方形、单面、水平具有阻焊层的铜箔散热层与一个有黑色油性涂料覆盖的散热铜箔,并采用1.3米/秒的空气散热的方案相比较,后者的散热效果最好.采用实线方案,保守设计需要5,000mm2的散热铜箔,即71mm×71mm(每边长2.8英寸)的正方形.4.采用SO-8和SOT-223封装的散热要求:在下面的条件下计算散热面积大小:VOUT=5.0V;VIN(MAX)=14V;VIN(MIN)=5.6V;IOUT=150mA;占空比=100%;TA=50℃.在允许的条件下,电路板生产设备更容易处理双列式SO-8封装的器件.SO-8能满足这个要求吗?采用MIC2951-03BM(SO-8封装),可以得到以下参数: TJ MAX=125℃;θJC≈100℃/W.5.计算采用SO-8封装的参数: PD=[14V-5V]×150mA+(14V×8mA)=1.46W;升高的温度=125℃-50℃=75℃;热阻θJA(最坏的情况): ΔT/PD=75℃/1.46W=51.3℃/W;θSA=51-100=-49℃/W(最大).显然,在没有致冷条件下,SO-8不能满足设计要求.考虑采用SOT-223封装的MIC5201-5.0BS调压器,该封装比SO-8小,但其三个引脚具有很好的散热效果.选用MIC5201-3.3BS,其相关参数如下: TJ MAX=125℃SOT-223的热阻θJC=15℃/WθCS=0 ℃/W(直接焊在线路板上的).6.计算采用SOT-223封装的结果:PD=[14V-4.9V]×150mA+(14V×1.5mA)=1.4W 上升温度=125℃-50℃=75℃;热阻θJA(最坏的情况): ΔT/PD=75℃/1.4W=54℃/W;θSA=54-15=39℃/W(最大).根据以上的数据,参考图1,采用1,400 mm2的散热铜箔(边长1.5英寸的正方形)可以满足设计要求.以上的设计结果可以作为粗略的参考,实际设计中需要了解电路板的热特性,得出更准确、满足实际设计的结果.散热器材料的选择: 散热片的制造材料是影响效能的重要因素,选择时必须加以注意!目前加工散热片所采用的金属材料与常见金属材料的热传导系数: 金 317 W/mK 银 429 W/mK 铝401 W/mK 铁 237 W/mK 铜 48 W/mK AA6061型铝合金 155 W/mK AA6063型铝合金 201 W/mK ADC12型铝合金 96 W/mK AA1070型铝合金 226 W/mK AA1050型铝合金 209 W/mK 热传导系数的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K＝1℃)时的热传导功率.热传导系数自然是越高越好,但同时还需要兼顾到材料的机械性能与价格.热传导系数很高的金、银,由于质地柔软、密度过大、及价格过于昂贵而无法广泛采用;铁则由于热传导率过低,无法满足高热密度场合的性能需要,不适合用于制作计算机空冷散热片.铜的热传导系数同样很高,可碍于硬度不足、密度较大、成本稍高、加工难度大等不利条件,在计算机相关散热片中使用较少,但近两年随着对散热设备性能要求的提高,越来越多的散热器产品部分甚至全部采用了铜质材料.铝作为地壳中含量最高的金属,因热传导系数较高、密度小、价格低而受到青睐;但由于纯铝硬度较小,在各种应用领域中通常会掺加各种配方材料制成铝合金,寄此获得许多纯铝所不具备的特性,而成为了散热片加工材料的理想选择.各种铝合金材料根据不同的需要,通过调整配方材料的成分与比例,可以获得各种不同的特性,适合于不同的成形、加工方式,应用于不同的领域.上表中列出的5种不同铝合金中:AA6061与AA6063具有不错的热传导能力与加工性,适合于挤压成形工艺,在散热片加工中被广为采用.ADC12适合于压铸成形,但热传导系数较低,因此散热片加工中通常采用AA1070铝合金代替,可惜加工机械性能方面不及ADC12.AA1050则具有较好的延展性,适合于冲压工艺,多用于制造细薄的鳍片.风扇的选择: 风扇是风冷散热器中必不可少的组成部分,对散热效果起着至关重要的作用,是散热器中唯一的主动部件;同时,更对散热器的工作噪音有着决定性的影响.风扇在散热中的职责为:凭借自身的导流作用,令空气以一定的速度、一定的方式通过散热片,利用空气与散热片之间的热交换带走其上堆积的热量,从而实现“强制对流”的散热方式.散热片即使结构再复杂,也只是一个被动的热交换体;因此,一款风冷散热器能否正常“工作”,几乎完全取决于风扇的工作状态.在不改变散热器结构与其它组成部分的情况下,仅仅是更换更加合适、强劲的风扇,也可以令散热效果获得大幅度的提升;反之,如果风扇搭配不合适或不够强劲,则会使风冷散热器效能大打折扣,令散热片与整体设计上的优点被埋没于无形;更有甚者,由于风扇是风冷散热器中唯一确实“工作”的部分,它本身的故障也就会导致散热器整体的故障,令其丧失大部分的散热性能,进而引起系统的不稳定或当机,甚至因高温而烧毁设备.风扇可分为:含油轴承、单滚珠轴承、双滚珠轴承、液压轴承、来福轴承、Hypro轴承、磁悬浮轴承、纳米陶瓷轴承等,下面是其性能比较表从由表中可以看出,轴承技术对风扇的性能、噪音、寿命起着重要的决定性作用,实际选购风扇时必须加以注意.通常可根据性能、噪音、寿命以及价格四方面要求综合考虑:1.性能不高,噪音小,价格低,含油轴承是唯一的选择,但寿命较短,使用一段时间后噪音可能会逐渐增大,需做好维护或更换的心理准备.2.性能强悍,寿命长,价格不高,滚珠轴承是不二之选,但需忍受其工作时产生的较大噪音.3.性能与噪音都没有特殊要求,但希望寿命长,价格不高,来福、Hypro轴承等含油轴承的改进型均是值得考虑的选择.4.性能好,噪音低,寿命长,如此便不能对价格提出进一步的要求了,只要资金充足,液压、精密陶瓷等特色轴承技术都可列入选择范围之内.5.对静音与寿命要求极高,磁悬浮轴承是仅有的选择,只是性能不佳,价格过高.第二篇：开关电源设计笔记1.开关电源设计前各参数以NXP的TEA1832图纸做说明。
电子产品散热设计
YEALINK电子产品散热设计经营乐享2012-12-4电子产品的散热设计一、为什么要进行散热设计在调试或维修电路的时候，我们常提到一个词“**烧了”，这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，可能很少有人会追究这个词的用法，为什么不是用“坏”而是用“烧”？其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
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。
那么问一个问题，如果假设电流过载严重，但该部位散热极好，能把温升控制在很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。
由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力（因为环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。
二、散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。
三、散热设计的方法1、冷却方式的选择我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式，有时散热的程度不够，有时又过度热设计、冷却方式、散热器、热管技术散热了，那么何时应该散热，哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估，热流密度=热量/ 热通道面积。
散热技术：散热形状设计
所谓散热片，将热量散失掉是其最根本的目的，因此之前的吸热、导热设计都是为散热的目的而服务的。
不论是被动散热的空冷散热片，还是需要风扇强制导流辅助的风冷散热片，鳍片的职责都是通过与周围环境（空气）的接触将由吸热底传导来的热量散失出去。
为了履行此职责，要求鳍片满足四项要求，每项要求又对应着鳍片的一项参数：1.可迅速吸收热量，即吸热底与鳍片间的热传导，对应与吸热底的连接面积（连接比例）。
2.可大范围扩散热量，即能够将吸收的热量传导到可与环境进行热交换的每个角落，对应鳍片内部的热传导能力（横截面积、形状）。
3.散热面积大，即提供更多与环境进行热交换的场所，对应鳍片的表面积（数量）。
4.空气容积大，风阻小，即鳍片间为空气留有足够的空间，可通过足够的空气，对应鳍片的间距。
要想鳍片获得优秀的效能，此四项要求必须同时满足，但对应的参数又同时受到散热片总体积、重量以及彼此的制约。
在一体成形鳍片中，连接比例、内部导热能力与表面积得益于鳍片的横截面积与数量的增加，但难免影响到鳍片间距与重量；若限定体积，鳍片的横截面积和数量又与间距相矛盾；若限定重量，鳍片的横截面积与数量互相抵触；若鳍片形状、数量不变，增加间距则对体积提出了要求，又会降低连接比例……就算采用后续结合方式，甚至辅以热管等特殊手段，鳍片的设计中仍然难免需要处理两个甚至几个互相矛盾的因素之间的平衡问题。
正是这种令人混乱的复杂制约关系，为设计者们提供了发挥的空间，才有今天这多种多样的鳍片设计。
下面，就为大家介绍一下几种常见的鳍片形式。
鳍片形状：鳍片的设计不论多么“诡异”，基本都可归入两大类之中——片状与柱状，每一类又可根据单体形状与排列方式细分出多种不同子类，当真可称“花样百出”。
片状：片状鳍片是非常典型的形状设计。
利用片状“宽广”的侧面与“单薄”的厚度，可以在相对狭小的空间内获得更大的表面积。
平行：平行排列是片状鳍片非常典型的排列方式，是“经典中的经典”。
平行排列的鳍片，片间距离均匀，空间连贯，利于空气通过。
散热设计
散热设计SECTION 1: 大功率器件的散热设计电子技术不断发展,大功率器件发热功耗越来越大、热流密度不断增加。
产品散热设计对产品可靠性有着至关重要影响。
要对大功率器件进行良好散热设计,首先要了解功率器件热性能指标,然后选择合适散热方式,正确风道设计以及对散热器进行必要优化分析，最后规范、正确安装散热器使器件达到最佳散热效果。
1、器件热性能参数器件厂家会提供器件焊接温度、封装形式、工作温度范围、器件结点温度限制、内部热阻等信息，这是参数是进行散热设计基础和前提。
下面对一些常用热参数逐一说明：TDP—器件热耗散功耗，单位W（瓦），表示器件实际发热量大小Tc--器件壳体温度，单位℃Tj--结点温度，单位℃。
结点温度提高，半导体器件性能将会下降。
结点温度超过最大限制，器件寿命极度下降烧毁。
这是进行热设计关注焦点。
Ta--环境温度，单位℃Rja--结点到环境热阻，单位℃/WRjc--结点到器件壳热阻，单位℃/W归根到底，热设计主要任务是要满足： Tj< Tj(max)并留有适当余量（通常要保证有10%以上余量）。
Tj(max)=P* Rjc+ Tc(max)Tc(max)即器件表面最高温度，很显然散热设计越成功，Tc(max)就会越低。
2、散热方式选择系统散热方式选择应充分考虑系统发热功耗，温度/体积/重量要求，防护等级，散热装置可操作性，价格等诸多因素，最终选择最适合自己产品、有效散热方式。
散热主要分为：自然散热、强迫风冷。
液体冷却等。
目前普遍采用散热方式仍然是风冷。
下表反映了不同散热方式状况下热流密度与温升关系。
自然散热：空气自然对流将热量带到周围空间。
这种散热方式可以用发热功率不大，重量，温度等要求不高场合。
优点：结构简单、无噪音、价格低廉。
强迫风冷：发热功耗大器件，选用强迫风冷是很必要，尤其配合一些高效能散热器可以达到理想散热效果。
强迫风冷换热效率高，一般是自然散热方式数倍。
优点：散热效率高，产品重量可被大幅度降低。
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。
ﻫ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ﻫ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）ﻫ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。
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——散热片的设计可就包络体积做初步的设计，然后再就散热片的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的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的热向周围较薄的部份迅速传递。
底部之厚度关系底部厚度和输入功率的关系3、鳍片形状空气层的厚度约2mm，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。
但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、鳍片厚度当鳍片的形状固定，厚度及高度的平衡变得很重要，特别是鳍片厚度薄高的情况，会造成前端传热的困难，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的散热效能，一般而言，和颜色是白色或黑色关系不大。
表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。
二、强制对流散热片设计——增加热传导系数(1)增加空气流速这个是很直接的方法，可以配合风速高的风扇来达成目的，(2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短的部分，这样虽然会减少散热片面，但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。
（如摩托车上的散热片）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的优点，同时也有较高的体积效率，更重要的是具有等方向性，因此适合强制对流散热片，如图九所示。
鳍片的外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形，矩形散热片是由铝挤型横切而成，圆形则可由锻造或铸造成型，椭圆形或液滴形的散热片热传系数较高，但成型比较不易。
散热器设计方法
散热器设计1.常用散热器介绍对于安装在PCB表面的元器件来说，其内部热量主要通过热传导的方式进入PCB和元器件表面，之后通过对流换热和热辐射的方式进入周围环境；由于元器件表面的面积要远小于PCB表面积，所以通过元器件表面散热的热量相对较少，因此我们在元器件表面安装散热器，使得元器件上方的散热面积得到扩展（如上图所示），更多热量通过热传导的方式进入元器件上表面，之后再由散热器进入周围环境中。
散热器的材料、加工工艺和表面处理是散热器生产的三个重要因素，会影响到散热器的性能和价格。
1.1散热器材料散热器的材料主要有：铝、铝合金、铜、铁等。
铝是自然界中存储最丰富的金属元素，而且质量轻、抗腐蚀性强、热导率高，非常适合作为散热器的原材料。
在铝中添加一些金属形成铝合金，可以答复提升材料的硬度。
在上章的材料介绍中，我们知道铜的导热率是最好的（比铝高将近一倍），但是它的密度也比铝要大3倍，所以相同体积的散热器要比铝重很多；铜存在着加工难度大、熔点高、不易挤压加工以及成本高等缺点，所以铜散热器的应用要比铝合金少很多，但是随着对电子产品性能要求的越来越高，导致单位体积的功耗大幅增加，所以铜材料散热器的应用越来越多。
1.2散热器加工工艺散热器的加工工艺主要有CNC、铝挤、压铸、铲齿、插齿、扣Fin。
1. 铝挤型：铝挤型散热器是将铝锭加热至460℃左右，在高压下让半固态铝流经具有沟槽的挤型模具，挤出散热器的初始形状，之后再进行切断和进一步加工。
——铝挤型工艺无法精确保证散热器的平面度等尺寸要求，所以通常后期还需要进一步加工。
1, 铝挤型散热器模具成本可以分摊到每一个散热器中，对于大批量产的应用成本较低；2, 齿片高度和齿片间距的比值（Z/X）有限制，通常不建议超过15。
2. 压铸：压铸是一种将熔化合金液体在高压的作用下高速填充钢制模具的型腔，并使合金液体在压力下凝固而形成铸件的加工方法；压铸散热器如下图所示，其尺寸不够精确、表面不光洁（热辐射小）以及星体复杂等特点，后期需要进一步加工；1, 压铸散热器的成本主要在于压铸模具、原材料、机加工和表面处理等，其模具成本较高，适合大批量生产的场合（分摊模具成本）；2, 压铸散热器形态比铝挤压性散热器更加多样性，但是散热性能相对更差；3. 铲齿：铲齿是将长条状金属板材通过机械动作，成一定角度将材料切除片状并进行校直，重复切削形成排列一直的翅片结构，如下图所示；铲齿散热器没有模具费用，适用于小批量生产需要的场合，其生产成本主要是：原材料、铲齿加工、CNC加工、表面处理等，铝合金和铜是常用的铲齿散热器材料。
机房散热方案
3.保障机房内工作人员的舒适度，符合职业健康安全要求。
五、实施与验收
1.按照本方案进行机房散热改造，确保施工质量。
2.改造完成后，组织专业团队进行验收，确保散热效果达到预期目标。
3.对机房散热系统进行定期评估，不断优化方案，提高散热效果。
六、总结
本方案针对机房散热问题，从合理布局、散热设备选型、保温措施、监控与维护等方面进行设计，旨在提高机房散热效率，保障设备稳定运行，同时遵循合法合规原则，为企事业单位提供一套科学、高效的机房散热解决方案。
四、合法合规性评估
1.本方案完全遵守《数据中心设计规范》、《建筑节能设计标准》等国家和行业标准。
2.散热设备的选择符合节能减排政策要求，支持绿色环保。
3.方案考虑了工作人员的健康与安全，符合职业健康安全管理体系。
五、实施与验收
1.按照本方案进行施工，确保每个环节的质量控制。
2.施工完成后，组织专业团队进行验收测试，确保散热效果满足设计要求。
-设备按发热量分区布置，高发热设备远离冷气入口。
-机柜采用前后门封闭设计，减少冷热空气直接交流。
2.散热系统配置
-精密空调系统：选用高能效比的精密空调，实现精确温湿度控制。
-通风系统：设计合理的通风管道布局，提高空气流通效率。
-散热设备：部署足够数量的冗余风扇和散热器，保障设备散热需求。
3.保温与隔热
（3）机柜后门采用密封设计，减少冷热空气混合。
4.监控与维护
（1）建立机房环境监控系统，实时监测机房内温度、湿度、电压等参数，确保设备正常运行。
（2）定期对散热设备进行清洁、保养，提高散热效率。
（3）制定应急预案，应对突发散热故障。
散热器方案设计
散热器方案设计随着科技的发展和进步，电子设备在我们的生活中变得越来越普遍，而散热器作为电子设备不可或缺的一部分，其重要性不容忽视。
本文将介绍散热器方案设计的基本概念和步骤，帮助读者了解如何设计一个高效、可靠的散热器方案。
一、散热器方案设计的基本概念散热器是用于将电子设备产生的热量散发到周围的空气中的装置。
在设计散热器方案时，需要考虑以下因素：1、热源：电子设备产生的热量是散热器设计的主要考虑因素。
了解设备的工作原理和发热情况，确定热源的位置和热量大小，有助于设计合适的散热器。
2、散热面积：散热面积是散热器与空气接触的表面积，它直接影响到散热器的散热效果。
在设计时，需要根据设备的大小和发热情况来确定合适的散热面积。
3、气流速度：气流速度是指空气流过散热器的速度。
提高气流速度有助于加快热量的散发，但同时也会增加噪音。
因此，在设计时需要平衡散热效果和噪音水平。
4、散热器的材料：不同材料的导热性能和重量不同，需要根据设备的特性和使用环境选择合适的材料。
二、散热器方案设计的步骤1、确定设计方案：根据设备的尺寸、发热情况和环境要求，确定散热器的形状、尺寸和材料。
2、建立模型：利用计算机软件建立散热器的三维模型，进行模拟测试。
这有助于发现设计方案中的问题，并进行改进。
3、样品制作：根据最终设计方案制作散热器样品，进行实际测试。
测试内容包括散热效果、噪音水平等。
4、测试与优化：对样品进行测试，收集数据并进行分析。
根据测试结果对设计方案进行优化，以提高散热器的性能。
5、生产准备：完成最终设计后，准备生产所需的材料和设备，制定生产流程，并对生产人员进行培训。
6、质量检测：对生产出的散热器进行质量检测，确保其符合设计要求和相关标准。
7、包装与配送：根据客户要求进行包装，选择合适的配送方式将散热器送达客户手中。
三、总结设计一个高效、可靠的散热器方案需要考虑多个因素，包括热源、散热面积、气流速度和散热器的材料等。
遵循确定设计方案、建立模型、样品制作、测试与优化、生产准备、质量检测和包装与配送等步骤，有助于确保散热器方案的顺利进行和最终产品的质量。
散热设计基础
【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。
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——散热片的设计可就包络体积做初步的设计，然后再就散热片的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的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的热向周围较薄的部份迅速传递。
底部之厚度关系底部厚度和输入功率的关系3、鳍片形状空气层的厚度约2mm，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。
但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、鳍片厚度当鳍片的形状固定，厚度及高度的平衡变得很重要，特别是鳍片厚度薄高的情况，会造成前端传热的困难，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的散热效能，一般而言，和颜色是白色或黑色关系不大。
表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。
二、强制对流散热片设计——增加热传导系数(1)增加空气流速这个是很直接的方法，可以配合风速高的风扇来达成目的，(2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短的部分，这样虽然会减少散热片面，但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。
（如摩托车上的散热片）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的优点，同时也有较高的体积效率，更重要的是具有等方向性，因此适合强制对流散热片，如图九所示。
鳍片的外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形，矩形散热片是由铝挤型横切而成，圆形则可由锻造或铸造成型，椭圆形或液滴形的散热片热传系数较高，但成型比较不易。
散热设计知识
散热设计（五）散热片之设计与在电子冷却技术中之应用介绍利用散热片来增加散热的面积是热管理技术中最常见也是最基本的方式，随着电子器件发热密度增加的趋势，散热的需求日益增加，散热设计的困难度越来越高，所花费的成本也越来越多。
举例而言，早期PC的CPU如286，发热瓦数只有十几瓦，因此只要约3 公分高的散热片加低转速风扇就可解决，但是目前PC的CPU用散热片高度却达到3 倍，鳍片数目增加3 倍，风扇转速也提升一倍，成本则增加5、6倍以上。
虽然新制程及设计技术不断提升，散热片的应用在有限空间的限制下，似乎有渐渐趋向极限的趋势，未来各种不同的冷却技术如水冷、冷冻循环以及浸入式沸腾冷却等都可能用来解决散热问题。
尽管如此，散热片仍是最经济、最可靠的散热方式，因此如何提升散热片的效率成了很重要的课题。
因此为了满足未来电子散热的需求，在散热片的形状、材料及制程上都必须有更新的技术，此外集成其它散热器件的设计方式的也可以增加应用时的效率。
本文将介绍散热片的种类及制程，散热片的应用以及未来的设计需求。
散热片的种类许多的散热片设计由于忽略了制造的概念，使得研发产品的可靠度及成本成为最后批量供应的障碍。
由制造方式来看，气冷的散热片可分为下面几种，如图一所示，表一则为制程性能参数的整理。
1. 压印(Stampings)散热片铜片或铝片可用压印的方式制成所需的形状。
此种制程成本低，适合批量供应，可用于低热密度的器件。
而压印的器件在组装上也有自动化的便利性，因此可进一步降低成本。
2. 挤型(Extrusion)散热片挤型的制造方式是由将材料在高压下强制流入模孔中成形而使得固体转换为等截面的连续长条。
挤形是散热片制造中最广泛使用的方式，设备投资的经额中等。
可经由横切的方式产生矩形的针状散热片，可产生锯齿状的鳍片以增加10~20%的效能，但会降低挤型的速度。
挤型的高宽比限制可高到6，使用特殊模具设计时则可到10的高宽比。
3. 铸造(Casting)散热片将熔化的金属加压到金属模中，以产生精确尺寸的器件。
SolidWorks电子散热设计的基本原理与方法
SolidWorks电子散热设计的基本原理与方法引言电子器件的运行过程中会产生大量热量，如果不能有效地散热，会影响设备的性能和寿命。
因此，电子散热设计对于保证设备的稳定性和可靠性至关重要。
SolidWorks作为一款强大的三维CAD软件，为电子散热设计提供了丰富的工具和功能。
本文将探讨SolidWorks电子散热设计的基本原理与方法。
一、散热设计的基本原理1. 热传导热传导是材料内部传递热量的过程。
热传导过程中，热量会从高温区域传递到低温区域，直到温度均匀分布。
在电子散热设计中，要考虑材料的热传导性能，以确保热量能够有效地传递到散热器和散热风扇。
2. 对流散热对流散热是指通过流体（通常是空气）来传递热量的过程。
空气作为散热介质，在接触到热源后会吸收热量并流动，带走热量。
对于电子散热设计，要考虑到流体流动的速度、温度和流动方向等因素，以提高对流散热效果。
3. 辐射散热辐射散热是指通过辐射传递热量的过程。
所有物体在温度不为零时都会辐射热量，辐射热量的大小取决于物体的温度和表面特性。
在电子散热设计中，要考虑到散热器表面的材料和设计，以提高辐射散热效果。
二、SolidWorks电子散热设计的方法1. 建立热传导模型在SolidWorks中，可以通过建立热传导分析模型来评估散热效果。
首先，需要建立“装配体”，包括电子器件和散热器等组件。
然后，选择适当的热传导分析工具，设置边界条件（如散热器的材料和表面温度），进行热传导分析。
通过分析结果，可以评估器件的温度分布情况，优化散热设计。
2. 优化散热器设计在SolidWorks中，可以利用自带的造型功能和流体流动仿真工具来优化散热器的设计。
首先，建立散热器的三维模型，可以选择不同材料和结构。
然后，利用流体流动仿真工具分析散热器的气流情况，找到散热效果较好的设计。
此外，还可以考虑采用增加散热片数量或优化散热片的形状来提高散热效果。
3. 优化散热系统在SolidWorks中，可以建立整个散热系统的模型，包括散热器、散热风扇和其他相关组件。
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——散热片的设计可就包络体积做初步的设计，然后再就散热片的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的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的热向周围较薄的部份迅速传递。
底部之厚度关系底部厚度和输入功率的关系3、鳍片形状空气层的厚度约2mm，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。
但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、鳍片厚度当鳍片的形状固定，厚度及高度的平衡变得很重要，特别是鳍片厚度薄高的情况，会造成前端传热的困难，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的散热效能，一般而言，和颜色是白色或黑色关系不大。
表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。
二、强制对流散热片设计——增加热传导系数(1)增加空气流速这个是很直接的方法，可以配合风速高的风扇来达成目的，(2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短的部分，这样虽然会减少散热片面，但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。
（如摩托车上的散热片）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的优点，同时也有较高的体积效率，更重要的是具有等方向性，因此适合强制对流散热片，如图九所示。
鳍片的外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形，矩形散热片是由铝挤型横切而成，圆形则可由锻造或铸造成型，椭圆形或液滴形的散热片热传系数较高，但成型比较不易。
散热器设计的基本计算
散热器设计的基本计算1.散热功率计算：散热器主要的功能是将设备产生的热量迅速散发出去。
在设计散热器时，首先需要计算散热功率，即设备需要散发的热量。
散热功率的计算公式为：Q=P×R其中，Q为散热功率，单位为W；P为设备的功率，单位为W；R为散热器的散热系数，单位为W/℃。
2.散热面积计算：散热面积是散热器的一个重要参数。
散热面积越大，散热器的散热效果越好。
散热面积的计算公式为：A=Q/(h×ΔT)其中，A为散热面积，单位为m²；Q为散热功率，单位为W；h为热对流换热系数，单位为W/(m²·℃)；ΔT为设备的工作温度与环境温度之差，单位为℃。
3.散热器材料选择：散热器的材料也会影响其散热性能。
一般来说，散热器的材料应具有良好的导热性能和强度。
常用的散热器材料有铝、铜、铝合金等。
不同的材料具有不同的热传导系数，选择合适的材料可以提高散热器的散热效果。
4.热传导性能计算：热传导性能是指散热器材料的导热能力。
我们可以通过热阻来衡量热传导性能。
热阻的计算公式为：Rt=L/(k×A)其中，Rt为热阻，单位为℃/W；L为材料的长度，单位为m；k为材料的热导率，单位为W/(m·℃)；A为散热器的截面面积，单位为m²。
5.散热器的结构设计：散热器的结构设计也是散热器设计的重要部分。
在结构设计时，需要考虑到散热面积的最大化和散热器的流体阻力。
通常，散热器的散热面积可以通过增加散热片的数量和密度来实现。
而流体阻力则可以通过优化散热片的形状和间距来降低。
总之，散热器的设计需要考虑到多个因素，包括散热功率、散热面积、材料选择、热传导性能和结构设计等。
通过合理的计算和设计，可以达到提高散热效果的目的。
厂房散热方案模板
厂房散热方案模板引言在工业生产过程中，厂房中的机器设备使用时会产生大量的热量，如果不能有效地散热，会导致设备损坏、能源浪费、甚至引发火灾等严重后果。
因此，设计一个合理有效的厂房散热方案是非常重要的。
本文档将为您提供一个厂房散热方案的模板，帮助您制定出适合自己厂房的散热方案。
1. 厂房散热需求分析在制定散热方案之前，需要先进行散热需求分析。
以下是一些需要考虑的因素： - 厂房内各设备的功率及工作时长 - 厂房内的环境温度变化范围 - 厂房内的空气流动情况 - 厂房内是否存在特殊散热要求的设备2. 散热方式选择根据厂房散热需求和实际情况，可以选择以下常见的散热方式： -自然散热：利用自然对流、辐射和导热等方式进行散热，适合较小的厂房或散热需求不高的设备。
- 强制空气冷却：采用风扇或风冷却器等设备进行空气流动散热，适用于温度较高的环境或散热需求较大的设备。
- 液体冷却：通过导热介质（如水或油）循环流动进行散热，适用于散热需求非常高的设备。
根据实际情况，可以选择单一散热方式或结合多种散热方式来满足厂房的散热需求。
3. 散热设备选择与布局根据散热方式的选择，需要选用合适的散热设备，并进行合理布局，以保证设备的散热效果。
•自然散热：在厂房内设置散热片、散热管等辅助散热设备，并合理安装在设备上，以利于热量的传导和散发。
•强制空气冷却：选用适量的风扇或风冷却器，根据散热需求和设备的布局合理安装在厂房内，确保空气流动畅通，散热效果良好。
•液体冷却：选用合适的冷却设备，如循环水泵、散热器等，并合理设计管道布局，确保冷却液循环流动畅通。
4. 散热控制与监测为了保证散热系统的稳定运行和安全性，需要设置散热控制与监测系统。
•温度控制：根据设备的散热需求和环境的变化情况，设计合理的温度控制系统。
可以采用温度传感器和调控设备组成闭环控制系统，及时调节散热设备的运行状态，确保设备的正常工作温度范围。
•故障监测：设置故障监测设备，如热敏电阻、电流监测装置等，及时发现散热系统的故障并采取相应措施修复。
散热设计基础知识
散热设计基础知识概述散热设计是指为了有效地降低电子设备的温度，保证其正常工作和延长使用寿命而进行的一系列设计和措施。
在电子设备中，由于电子元器件的工作会产生大量的热量，如果不及时散去，就会导致设备过热，影响性能甚至发生故障。
因此，良好的散热设计对于电子设备的可靠性和稳定性至关重要。
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。
在散热设计中，通过合理的热传导路径和散热材料的选择，可以有效地提高散热效率。
常见的热传导路径有导热胶、散热铜片等。
导热胶可以填充在散热片和芯片之间，提高热量的传导效率；散热铜片可以用于连接芯片和散热器，增加传热面积。
散热器散热器是散热设计中常用的设备，通过增大散热面积和利用辐射、传导和对流等方式来散热。
散热器的设计应考虑散热面积、散热片的数量和间距、散热片的形状等因素。
同时，散热器的材料也需要选择热导率高、密度低的材料，如铝合金、铜等。
风扇风扇可以通过强制对流的方式增加空气流动，加速热量的传递。
在散热设计中，风扇通常和散热器结合使用，形成风冷散热系统。
风扇的选型应考虑风量、噪音、功耗等因素。
同时，风扇的布局和安装位置也需要合理，以确保散热效果最佳。
散热片散热片是散热器中的重要组成部分，通过增大散热面积来提高散热效果。
散热片的设计应考虑片的数量、间距、形状等因素。
常见的散热片形状有直翅片、弯曲片等。
直翅片可以增大散热面积，提高散热效率；弯曲片可以增加空气流动路径，增强对流散热效果。
散热材料散热材料是散热设计中的关键因素之一，直接影响散热效果。
常见的散热材料有导热胶、导热硅脂、热导率较高的金属材料等。
散热材料的选择应根据散热要求和成本等因素进行综合考虑。
综合考虑在散热设计中，需要综合考虑多个因素，如散热器的尺寸、散热片的形状、风扇的选型等。
同时，还需要考虑电子设备的工作环境和工作负载等因素。
合理的散热设计应确保散热效果最佳、成本最低、可靠性最高。
总结散热设计是电子设备设计中的重要环节，良好的散热设计可以有效地提高设备的可靠性和稳定性。
《散热设计以及材料》课件
散热器堵塞
清洁、维修散热器，确保散热通畅。
案例分析：成功的散热设计案例
建筑物
采用高效散热材料和先进的建筑设 计，保持室内凉爽。
汽车引擎
采用优化的散热系统，防止引擎过 热。
服务器机房
建立良好的散热系统，防止服务器 过热崩溃。
总结与展望
散热设计是确保设备安全稳定运行的关键，不断创新与发展，提高散热效率， 是未来的发展方向。
《散热设计以及材料》 PPT课件
散热设计的重要性
散热设计原理
1
导热
利用导热材料将热量从热源传导到散热器。
对流Байду номын сангаас
2
通过气流或液流促进热量传递，提高散热效
率。
3
辐射
散热器发射热辐射，将热量转移至周围环境。
散热材料的选择与应用
金属材料
高热导率，适用于高温环境。
导热胶
提高散热表面的接触，降低热阻。
散热器
有效增大散热表面积，加快热量 传递速度。
散热设计的关键因素
1 热源
热能的产生源头，决定散热量的大小。
2 散热器
散热效果与散热器的材料、结构、表面积等相关。
3 环境条件
温度、湿度和气流对散热效果有重要影响。
常见散热设计问题与解决方案
过热
加强散热器的散热面积，增强冷却系统。
热量溢出
增加散热器的散热速度，增强冷却系统。
热点集中
优化散热材料，提高热量传导效率。
电子产品散热设计
YEALINK产品热设计VCS项目散热预研欧国彦2012-12-4热设计、冷却方式、散热器、热管技术电子产品的散热设计一、为什么要进行散热设计在调试或维修电路的时候，我们常提到一个词“**烧了”，这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，可能很少有人会追究这个词的用法，为什么不是用“坏”而是用“烧”？其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
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。
那么问一个问题，如果假设电流过载严重，但该部位散热极好，能把xx控制在很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。
由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力（因为环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。
二、散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。
三、散热设计的方法1、冷却方式的选择我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式，有时散热的程度不够，有时又过度散热了，那么何时应该散热，哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估，热流密度=热量 / 热通道面积。
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散热设计（五）散热片之设计与在电子冷却技术中之应用散热设计（五）散热片之设计与在电子冷却技术中之应用刘君恺介绍利用散热片来增加散热的面积是热管理技术中最常见也是最基本的方式，随着电子器件发热密度增加的趋势，散热的需求日益增加，散热设计的困难度越来越高，所花费的成本也越来越多。
举例而言，早期PC的CPU如286，发热瓦数只有十几瓦，因此只要约3 公分高的散热片加低转速风扇就可解决，但是目前PC的CPU用散热片高度却达到3 倍，鳍片数目增加3 倍，风扇转速也提升一倍，成本则增加5、6倍以上。
虽然新制程及设计技术不断提升，散热片的应用在有限空间的限制下，似乎有渐渐趋向极限的趋势，未来各种不同的冷却技术如水冷、冷冻循环以及浸入式沸腾冷却等都可能用来解决散热问题。
尽管如此，散热片仍是最经济、最可靠的散热方式，因此如何提升散热片的效率成了很重要的课题。
因此为了满足未来电子散热的需求，在散热片的形状、材料及制程上都必须有更新的技术，此外集成其它散热器件的设计方式的也可以增加应用时的效率。
本文将介绍散热片的种类及制程，散热片的应用以及未来的设计需求。
散热片的种类许多的散热片设计由于忽略了制造的概念，使得研发产品的可靠度及成本成为最后批量供应的障碍。
由制造方式来看，气冷的散热片可分为下面几种，如图一所示，表一则为制程性能参数的整理。
1. 压印(Stampings)散热片铜片或铝片可用压印的方式制成所需的形状。
此种制程成本低，适合批量供应，可用于低热密度的器件。
而压印的器件在组装上也有自动化的便利性，因此可进一步降低成本。
2. 挤型(Extrusion)散热片挤型的制造方式是由将材料在高压下强制流入模孔中成形而使得固体转换为等截面的连续长条。
挤形是散热片制造中最广泛使用的方式，设备投资的经额中等。
可经由横切的方式产生矩形的针状散热片，可产生锯齿状的鳍片以增加10~20%的效能，但会降低挤型的速度。
挤型的高宽比限制可高到6，使用特殊模具设计时则可到10的高宽比。
3. 铸造(Casting)散热片将熔化的金属加压到金属模中，以产生精确尺寸的器件。
此技术可产生高密度的针状散热片。
高的治具费用是最大的成本投资，但适合大量生产的低器件成本可补回此部分。
铸造散热片的热传导性会受到固化时气体渗入而产生多孔状而降低。
4. 接着(Bonding)散热片接着散热片将鳍片组装于散热片底部，接着剂对散热片的效率影响很大，如果制造不当，会形成热的阻碍，一般使用导热胶或是焊锡。
接着散热片的底部由于需特别加工，因此会使得成本较高，但由于制造技术的提升，以及接着剂的改良，如热导性的铝填充胶等，使得接着散热片的成本降低。
此种制程方式可制造高宽比高的散热片，在不增加体积需求下可大量增加冷却效率。
5. 折迭(Folding)散热片折迭散热片将金属片折迭成鳍片数组形状，由于将折迭的金属片藉由焊锡及铜焊接的方式焊接于散热片底部，因此在接口上造成额外的热阻。
在制作上的步骤增加，使得成本提升。
而制造小间距的鳍片也是困难点。
由于增加散热面积，因此散热效率不错。
6. 改良式的铸造(Modified die-casting)散热片此种制造方式是传统铸造方式的延伸，首先将相当薄的压印鳍片数组以间格物隔开，然后以夹具固定，使散热片的底部铸造时将鳍片固定于底部，而形成散热片。
此种方式消除了鳍片及底部材料的接口热阻，此种制程可提供高的高宽比。
7. 锻造(Forging)散热片锻造散热片是用非常高的压力敲击（punch）方式将金属材料压入模中使鳍片成形，可能遇到的制程上的问题是材料会阻碍在模子中，使得高度不均一，热锻造比较容易，而冷锻造可制造较密及较强的鳍片。
锻造方式的优点包括高强度、较小的表面粗糙度以及材料的均一性等。
锻造方式的散热片具有较高的高宽比。
8. 切削(Skiving)散热片这是一种新的散热片制程方式，鳍片用特殊的刀具加工，使得弧状的精密薄片由金属块削出，由于鳍片和金属块是相同材料，因此没有接着散热片或是折迭散热片的缺点。
由于制程技术的增进，目前也可制造出高密度的鳍片。
目前采用的是6063铝，铜的切削还在实验阶段。
由于切削深度可以相当低，鳍片的厚度可以较薄，可以设计较轻性能较高的散热片。
9. 机械加工(Machining)散热片藉由机械加工的方式将材料从金属块中移除以形成鳍片的形状。
最常用的方式是在CNC 机器上采用一组切割锯，锯子之间有精密的距离，以切割出鳍片几何形状。
由于加工时容易造成鳍片的破坏或卷曲，因此需二次加工。
优点是容易自动化，因此未来仍有使用空间。
＜图一＞散热片制造方式＜表一＞各种制程的能力及材料【2】散热片的应用方式散热片的选用，最简单的方式是利用热阻的概念来设计，热阻是电子热管理技术中很重要的设计参数，定义为：Ｒ＝ΔT / P其中ΔT 为温度差，P 为芯片之热消耗。
热阻代表器件热传的难易度，热阻越大，器件得散热效果越差，如果热阻越小，则代表器件越容易散热。
IC 封装加装散热片之后会使得芯片产生的热大部分的热向上经由散热片传递，由热阻所构成之网络来看，共包括了由热由芯片到封装外壳之热阻Rjc，热由封装表面到散热片底部经由接口材料到散热片底部之热阻Rcs，以及热由散热片底部传到大气中之热阻Rsa 三个部分。
＜图二＞散热片应用之热网络图Rjc 为封装本身的特性，与封装设计有关，在封装完成后此值就固定，须由封装设计厂提供。
Rjc=(Tj-Tc) / PTj为芯片接口温度，一般在微电子的应用为115℃~180℃，而在特定及军事的应用上则为65~80℃。
Ta的值在提供外界空气时为35~45℃，而在密闭空间或是接近其它热源时则可定为50~60℃。
Rcs为接口材料之热阻，与接口材料本身特性有关，而散热片设计者则须提供Rsa的参数。
Rcs=(Tc-Ts) / PRsa=(Ts-Ta) / PRcs 和表面光滑度、接口材料的材料特性以及安装压力以及材料厚度有关，由于一般设计时常会忽略接口材料的特性，因此需特别注意。
由热阻网络来看，可以得到热阻的关系为：Rja=Rjc+Rcs+Rsa=(Tj-Ta) / P散热片的作用即是如何使用适当的散热片使得芯片的温度Tj 保持在设定值以下。
然而散热设计时必须考虑器件的成本，图三则为几种传统散热片及器件的成本和性能估算，由图中可知，性能佳的散热片成本一般较高，如果散热量较小的设计，就可以不必用到高性能高成本的散热器件。
散热设计时必须了解散热片的制作成本及性能的搭配，才能使散热片发挥最大效益。
＜图三＞散热片性能及成本之关系散热片的材料传统散热片材料为铝，铝的热传导性可达209W/m-K，加工特性佳，成本低，因此应用非常广。
而由于散热片性能要求越来越高，因此对于散热片材料热传导特性的要求也更为殷切，各种高传导性材料的需求也越来越高。
铜的热传导率390W/m-K，比起铝的传导增加70%，而缺点是重量三倍于铝，每磅的价格和铝相同，而更难加工。
由于受限于高温的成型限制，无法和铝同样挤型成形，而铜的机械加工花更多时间，使加工机具更易损毁。
然而当应用的场合受限于传导特性为重点时，铜通常可作为替代之用，此外利用铜做为散热片的底部可提升热传扩散的效率，降低热阻值。
一些增进散热的材料如高导热的polymer、碳为基材的化合物，金属粉沫烧结，化合的钻石以及石墨等都是目前受瞩目的热传导材料。
然而最需要的性质是什么？控制的传导性、高加工性、低重量、低热膨胀系数、低毒性以及更重要的是成本必须低于铝。
许多新材料的物理特性高于铝，但价格也多了许多倍。
AlSiC是目前最新的材料，混合各种铝合金以制成特殊的物理性质，控制的热膨胀、高传导性以及显著的强度使得AlSiC 更有吸引力，由于成本的关系，这种材料一般用在底部及作为功率模块底部和芯片直接接触的基板。
＜表二＞各种不同散热片的材料比较散热片的设计的一般原则接着我们进一步讨论散热片的详细的设计细节，首先介绍一般的方式，这些点单的方法可以对一些应用简单的散热片设计提供设计标准：1. 包络体积以散热片的设计而言，这里介绍一个简易的方法，也就是包络体积的观念，所谓包络体积是指散热片所占的体积，如果发热功率大，所需的散热片体积就比较大。
散热片的设计可就包络体积做初步的设计，然后再就散热片的细部如鳍片及底部尺寸做详细设计。
发热瓦数和包络体基的关系如下式所示。
LogV=1.4xlogW-0.8(Min 1.5cm3)＜图四＞包络体积示意图＜图五＞包络体积和输入功率的关系2. 散热片底部厚度：要使得散热片效率增加，散热片底部厚度有很大的影响，散热片底部必须够厚才能使足够的热能顺利的传到所有的鳍片，使得所有鳍片有最好的利用效率。
然而太厚的底部除了浪费材料，也会造成热的累积反而使热传能力降低。
良好的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的热向周围较薄的部份迅速传递。
散热瓦数和底部厚度的关系如下式所示：t=7xlogW-6 (min 2mm)＜图六＞底部之厚度关系＜图七＞底部厚度和输入功率的关系3. 鳍片形状：散热片内部的热藉由对流及辐射散热，而对流部分所占的比例非常高，对流的产生（1）鳍片间格在散热片壁面会因为表面的温度变化而产生自然对流，造成壁面的空气层（边界层）流，空气层的厚度约2mm，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。
但是却会造成鳍片数目减少而减少散热片面积。
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。
（2）鳍片角度鳍片角度约三度。
＜图八＞鳍片形状＜表三＞鳍片形状参考值（3）鳍片厚度当鳍片的形状固定，厚度及高度的平衡变得很重要，特别是鳍片厚度薄高的情况，会造成前端传热的困难，使得散热片即使体积增加也无法增加效率。
散热片变短时，增加表面积会增加散热效率，但也会使散热片的体积减少而造成的缺点（热容量减少）因而产生。
因此鳍片长度需保持一定才能产生效果。
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的散热效能，一般而言，和颜色是白色或黑色关系不大。
表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。
上述之设计方式仅供散热片设计之参考，实际散热片设计时还需考虑与器件以及环境的配合，尤其是高效能散热片的设计需配合实验量测验证以及CFD的分析模拟。
强制对流散热片设计随着散热的需求日益增加，散热片的效率需要进一步提升，基本上可透过两个方式来改善，第一个方法是增加热传系数h，第二个方法则是增加散热面积，可由牛顿冷却定律说明。