散热原理(图文并茂)

散热原理(图文并茂)
散热原理(图文并茂)

散热原理——功耗与热阻

随着处理器发热量的不断提高,很多有助于散热的新兴技术也飞速发展。如果要深入了解一款散热器的性能必须了解其原理,针对目前主流散热器所采用的技术,驱动之家评测室分门别类,为您带来散热专题之原理篇,带您走进散热器的奥妙世界。

功耗是CPU最为重要的参数之一。其主要包括TDP和处理器功耗

TDP是反应一颗处理器热量释放的指标。TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文直译是“热量设计功耗”。TDP功耗是处理器的基本物理指标。它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位未W。单颗处理器的TDP值是固定的,而散热器必须保证在处理器TDP最大的时候,处理器的温度仍然在设计范围之内。

处理器的功耗:是处理器最基本的电气性能指标。根据电路的基本原理,功率(P)=电流(A)×电压(V)。所以,处理器的功耗(功率)等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。

处理器的峰值功耗:处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中,这样处理器的功耗也在变化之中。在散热措施正常的情况下(即处理器的温度始终处于设计范围之内),处理器负荷最高的时刻,其核心电压与核心电流都达到最高值,此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。

处理器的功耗与TDP 两者的关系可以用下面公式概括:

处理器的功耗=实际消耗功耗+TDP

实际消耗功耗是处理器各个功能单元正常工作消耗的电能,TDP是电流热效应以及其他形式产生的热能,他们均以热的形式释放。从这个等式我们可以得出这样的结论:TDP并不等于是处理器的功耗,TDP要小于处理器的功耗。虽然都是处理器的基本物理指标,但处理器功耗与TDP对应的硬件完全不同:与处理器功耗直接相关的是主板,主板的处理器供电模块必须具备足够的电流输出能力才能保证处理器稳定工作;而TDP数值很大,单靠处理器自身是无法完全排除的,因此这部分热能需要借助主动散热器进行吸收,散热器若设计无法达到处理器的要求,那么硅晶体就会因温度过高而损毁。因此TDP也是对散热器的一个性能设计要求。

人们也习惯用热阻抗值来对散热器的性能进行标识

热阻抗值RCJ

热阻抗值是保证CPU在一定的环境温度下(TJ=A℃)执行规定的程序(如P4 Maxpower 6.0 100%),CPU温度保持在规定的最高温度以下(Tc

Tc-Tj=TDP× RJC

等式左边为一定值,对于一款散热器显然是热阻抗值越小,就可以使P值更大,也就是可以承载更大TDP的CPU散热,也就说明性能越好。

对于散热器,我们可以列出如下的等式:

P=H*A*η*△T

P:散热片与周围空气的热交换总量(W);

H:散热片的总热传导率(W/CM2*℃),由辐射及对流两方面决定;

A:散热片表面积(CM2);

η:散热片效率,由散热片的材料及形状决定;

△T:散热片的最高温度与周围环境温度之差(℃)

[散热原理——散热方式]

散热就是热量传递,而热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。传导是由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式,CPU和散热片之间的热量传递主要是采用这种方式,这也是最普遍的一种热传递方式。对流是指气体或液体中较热部分和较冷部分通过循环将温度均匀化,目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流法,电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。辐射顾名思义就是将热能从热源直接向外界发散出去,该过程与热源表面颜色、材质及温度有关,辐射的速度较慢,因此在散热器散热中所起到的作用十分有限(辐射可以在真空中进行)。这三种散热方式都不是孤立的,在日常的热量传递中,这三种散热方式都是同时发生,共同发挥作用的。

任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式,只是侧重有所不同。对于CPU散热器,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分

散热方式,可以分为风冷,液冷,半导体制冷,压缩机制冷,液氮制冷等等。

风冷散热是最常见的,而且简单易用,就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低,安装方便等优点。但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。

液冷是使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷的价格相对较高,而且安装也相对麻烦一些。同时安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。

半导体制冷

“N.P型半导体通过金属导流片链接,当电流由N通过P时,电场使N中的电子和P中的空穴反向流动,他们产生的能量来自晶管的热能,于是在导流片上吸热,而在另一端放热,产生温差”——这就是半导体制冷片的制冷原理。只要高温端的热量能有效的散发掉,则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。

利用这种温差现象,配合风冷/水冷对高温端进行降温,使得制冷片的散热效果强劲,但是让制冷片全速运作的前提是供电必须要稳定(一版要几时W的功率),或者你需要为制冷片单独设立一个供电设备,这样成本较高,而且如果高温端的散热不到位的话也比较危险。

优点:能使温度降到非常理想的室温以下;并且可以通过使用闭环温控电路精确调整温度,温度最高可以精确到0.1度;可靠性高,使用固体器件致冷,不会对CPU有磨损;使用寿命长。

缺点:CPU周围可能会结露,有可能会造成主板短路;安装比较困难,需要一定的电子知识。比较保险的方法是让半导体制冷器的冷面工作在20℃左右为宜

压缩机制冷:压缩机制冷其实已经是我们比较熟悉的方式了。在日常生活中,冰箱,空调等制冷设备都是采用压缩机制冷方式。应用在个人电脑上,主要是将吸热部分集中在CPU区域。压缩机制冷一般可以维持在零下100摄氏度左右。相对液氮的温度要高了不少,并且通过妥善的安装,电脑硬件可以长期稳定的在机箱中运行,虽然噪音可能不小。

干冰、液氮制冷:干冰与液氮制冷都是依靠压缩或冷却气体在常温下气化,迅速吸收大量的热来制冷。这两种极端的散热方式可以带来最为顶级的散热效果。是骨灰级超频玩家降温的必用手段。但同时这种方法也是非常危险的。因为快速的温度下降导致的温差会发生结露,容易导致主板等短路。

石墨导热:由于具备了等向性(anisotropic)的特性,石墨在导热时是根据一定的方向来流动的。其实在这样的特性下,石墨就很好区别于一般风冷材质的铜和铝,因为这两种金属都不具备这种属性,所以也无法用它们来控制热的传输方向。所以是使用石墨散热技术制造的产品就可以按着需要的方面来依次的进行热传导。

优点

散热片体积更小更轻

一片具有弹性而且可以定型小小的石墨片,经过了切割之后几乎可以应用在各种设备上。它的最大传导系数为

500W/mk(比热管要低)。而重量比铜轻了80%。并且比铝也轻了30%。

缺点:

石墨的脆弱性

虽然石墨散热技术可以用铝箔包裹以保持其外形,但是脆弱本身是无法消去的。由于我们在使用电脑和拆装一些电脑配件的时候,经常也不小心的将电脑配件撞击。这样的意外承受压力也是产品本身需要考虑的。

成本问题

对于任何产品来说,成本问题都无法解决。我们之前所听说过的石墨散热技术,一般是来自于比较昂贵的医疗器材上。石墨技术无疑是一个不错的医疗散热材料。但由于应用于这些非常昂贵的医疗器材上也意味着其昂贵。

液态金属导热:这种冷却新技术利用镓和铟的混和液体作为散热剂,混和金属在10度时为液态。这种冷却剂导热性能比水高65倍,比空气导热性高1600倍,因此液体金属吸收热量效率极高。

虽然液态金属导热性极佳,但是其吸收的热量难以向外接释放,虽然液态金属能够带来散热效率提升,但是远低于预期。

[散热原理——散热器材质]

风冷散热器一般由散热片和风扇构成,这种散热方式的原理很简单:CPU产生的热量通过热传导传递到散热片,风扇高速转动将绝大部分热量通过对流(强制对流和自然对流)的方式带走,只有极少部分的热量通过辐射方式直接散发。风冷散热器的制造成本低,可操作性强,使用起来也方便安全,所以成为了我们最常用的散热方式。我们这次评测也将围绕风冷散热器来进行。

CPU的Die通常不到2平方厘米,但功耗却达到几十、上百瓦,如果不能及时将热量传导出去,热量一旦在Die中积聚,将会导致严重的后果。散热片所要做的的就是要将聚集CPU Die中的热量传导到更大的热导体并通过巨大的散热面积与空气进行热交换。在这个过程中,散热片的底座是与CPU接触并聚集热量的地方,而鳍片则是热量传导的终点,最终将热量散失到空气中。所以,散热器的底座和鳍片是最值得重视的两个部分。

首先是散热器底座在短时间内能尽可能多的吸收CPU释放的热量,即瞬间吸热能力,只有具备高热传导系数的金属才能胜任。其次是散热器本体应当具备足够的储热能力,即较大的热容量,通常承担这个任务的是鳍片。散热器材质是指散热器本体所使用的具体材料。对于金属导热材料而言,比热和热传导系数是两个重要的参数。

比热的定义为:单位质量下需要输入多少能量才能使温度上升一摄氏度,单位为卡/(千克×°C),数值越大代表物体的容热能力越大。以下是几种常见物质的比热表:

热传导系数的定义为:每单位长度、每K,可以传送多少W的能量,单位为W/mK。其中“W”指热功率单位,“m”代表长度单位米,而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。以下是几种常见金属的热传导系数表:

我们看到,水的比热远高于金属,有更强的容热能力,这也正是水冷有出色散热效果的原因。而普通风冷散热器自然要选择金属作为散热器的材料。我们希望所选用的材料同时具有高比热和高热传导系数,铝的这两个参数都居于前列,是一个相当不错的选择。由于铝具有密度小,延展性好,易于加工等特点,所以目前绝大多数散热器都采用铝作为主要材料。但纯铝硬度不足,切削性能差,所以在实际生产中,厂商门为了保证产品有适当的硬度,都采用铝合金来制造实际产品(铝约占总成分的98%)。当然掺杂了其他金属会导致散热性能有所降低,上面列举了几款散热器常用铝合金的导热性能,铝优良的导热能力在铝合金身上基本上得到保留。而铜的传导系数颇高,热传导能力非常强。

而铜和铝合金二者同时各有其优缺点。铜的导热性好,但价格较贵,加工难度较高,重量过大,且铜制散热器热容

量较小,而且容易氧化。另一方面纯铝太软,不能直接使用,都是使用的铝合金才能提供足够的硬度,铝合金的优点是价格低廉,重量轻,但导热性比铜就要差很多。

纯铝散热器

纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单,成本低,目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。

纯铜散热器

铜的导热系数是铝的1.69倍,所以在其他条件相同的前提下,纯铜散热器理应获得比纯铝更好的散热效果。不过铜的质地是有讲究的,很多标榜“纯铜散热器”其实并非是真正的100%的铜。在铜的列表中,含铜量超过99%的被称为无酸素铜,下一个档次的铜为含铜量为85%以下的丹铜。目前市场上大多数的纯铜散热器的含铜量都在介于两者之间。而一些劣质纯铜散热器的含铜量甚至连85%都不到,虽然成本很低,但大大影响了散热性。但用铜作为材质也有明显的缺点,成本高,加工难,散热器质量太大都阻碍了全铜散热片的应用。红铜的硬度不如铝合金AL6063,某些机械加工(如剖沟等)性能不如铝;铜的熔点比铝高很多,不利于挤压成形( Extrusion )等等问题。

[散热原理——接口与扣具]

目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各不相同。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示,比如目前Pentium 4系列处理器所采用的Socket 478接口,其针脚数就为478针;而Athlon K8系列处理器所采用的Socket 754/939接口,其针脚数就为754/939针。而散热器厂商会针对不同的处理器及其接口类型,设计不同的散热器和配套的扣具。

扣具是固定散热器和CPU插槽的工具,它的好坏直接影响到安装的难易、散热的效果。不过扣具却也是很多人容易忽略的地方,相信没有压坏过CPU的人并不容易体会到扣具的重要。CPU的封装不同,对散热器扣具力量也有不同要求,扣具设计是随"芯"而定的。

一般来说,扣具越紧,它能产生散热片向下的压力就越大,散热片与CPU核心的接触面积就越大,热阻越小,但无论压力有多大,对于两个刚体表面而言,它们的接触实际只是点与点的接触,所以在接触面之间涂上硅脂是必须的。 但压力过大同时也会带来安装不便的缺点,特别对于缺乏核心保护的AthlonXP处理器而言,压力不均,难于安装的扣具在安装时稍有不慎便很容易磨损甚至损坏核心,所以如何使扣具有足够的强度但又易于安装便给了厂商门一道难题。

目前大部分风扇与CPU支架都使用三点扣具,不但和Socket接触更加稳固、平衡。并且使散热片受力更加平均。另外,三叉扣具还有安装容易的优点。

现在高性能散热器通常是多平台设计。其原理一般是采用通用的散热器本体,然后通过变换不同的底座或者扣具,来适应不同平台的需要。这样的好处是显而易见的,首先从设计上只要作小的改动就可以让一款出色的散热器跨平台使用,而变换的只是扣具,相对重新设计要简单的多。这无论在开发周期和生产成本上都得将得到很好的改善。同时,对于广大DIY玩家在升级系统或更换平台时也可以继续使用。但同时不可否认的是这种散热器在安装和拆卸方面也给用户带来很大难题。

安装散热器的同时,导热介质的正确使用也不容忽视。

CPU为何需要导热介质

由于机械加工不可能做出理想化的平整面,因此在CPU与散热器之间存在很多沟壑或空隙,其中都是空气。我们知道,空气的热阻值很高,因此必须用其他物质来降低热阻,否则散热器的性能会大打折扣,甚至无法发挥作用。于是导热介质就应运而生了,它的作用就是填充处理器与散热器之间大大小小的空隙,增大发热源与散热片的接触面积。因此,热传导只是导热介质的一个作用,增加CPU和散热器的有效接触面积才是它最重要的作用。

导热硅脂也有性能参数

由于导热硅脂属于一种化学物质,因此它也有反映自身工作特性的相关性能参数。我们只要了解这些参数的含义,就可以判断一款导热硅脂产品的性能高低。

1.工作温度

工作温度是确保导热硅脂处于固态或液态的一个重要参数,温度过高,导热硅脂会因黏稠度降低而变成液态;温度

过低,它又会因黏稠度增加变成固态,这两种情况都不利于散热。导热硅脂的工作温度一般在-50℃~180℃。对于导热硅脂的工作温度,我们不用担心,毕竟通过常规手段很难将CPU的温度超出这个范围。

2.热传导系数

导热硅脂的热传导系数与散热器的基本一致,它的单位为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。数值越大,表明该材料的热传递速度越快,导热性能越好。目前主流导热硅脂的热传导系数均大于1.134W/mK。

3.热阻系数

热阻系数表示物体对热量传导的阻碍效果。热阻的概念与电阻非常类似,单位也与之相仿(℃/W),即物体持续传热功率为1W时,导热路径两端的温差。热阻显然是越低越好,因为相同的环境温度与导热功率下,热阻越低,发热物体的温度就越低。热阻的大小与导热硅脂所采用的材料有很大的关系。

4.介电常数

对于部分没有金属顶盖保护的CPU而言,介电常数是个非常重要的参数,这关系到计算机内部是否存在短路的问题。普通导热硅脂所采用的都是绝缘性较好的材料,但是部分特殊硅脂(如含银硅脂等)则可能有一定的导电性。现在许多CPU都加装了用于导热和保护核心的金属顶盖,因此不必担心导热硅脂溢出而带来的短路问题。目前主流散热器所用导热硅脂的介电常数都大于5.1。

5.黏度

黏度即指导热硅脂的黏稠度。一般来说,导热硅脂的黏度在68左右。

导热硅脂涂抹时最重要是均匀,能够覆盖处理器核心就可以。不要使用太多,否则反而会影响散热器的性能。此外,大多数普通导热硅脂在使用一年或更长时间后,会出现“干化”或“硬化”现象,大大影响散热效果。因此,要保证系统长期稳定地工作,定期清理并重新涂抹硅脂也是必要的。

[散热原理——轴承和叶片]

轴承和叶片是散热风扇两大组成部分,这两大部分的改进是散热器工作效率得以提升的重要因素。

叶片

叶片数量

CPU风扇的叶片通常在6片到12片之间。一般说来,叶片数量较少的容易产生较大的风压,但运转噪音也较大;而叶片数量较多的则恰恰相反。

叶片形状

有镰刀型、梯形和AVC专利的折缘型等。相对来说,镰刀型扇叶运转时比较平稳安静,但所能产生的风压也较小;梯形扇叶容易产生较大风压,但噪音也较大。折缘型是最优秀的设计,在保持低噪音的同时能产生较大的风压,但目前仅用于AVC自己的产品中。目前见得较多的是镰刀型的设计。

设计优秀的扇叶,能在不高的风扇转速下产生输出较大的风量和风压,同时也不会产生太大的风噪声。除了形状以外,叶片倾斜的角度也很重要,要配合电机的特性和散热片的需要来设计。否则,单纯追求叶片倾角大,可能会出现风噪大风力小的情况。

涡轮风扇:涡轮扇可以消除立轴式风扇轴心部分的风力盲区,使风力更加均匀,散热效率更高。

AVC折缘风扇涉及一种轴承风扇的改良结构,特别涉及在限制圆筒空间中能减小涡流效应的扇叶结构。折缘扇叶型增压降噪风扇装置,可以消除轴流风机扇叶在限制空间中引致的涡流,降低噪声,增加风压。

Tt公司也推出了五面进风静音风扇,传统的风扇进风的地方主要在顶部,而它则风扇四周的提供了入口,这样它提高进风量同时不增加风扇的转速达到静音的效果。

它采用了Hyper flow(流体力学设计),将原来的封闭式侧壁改成了百叶窗型的侧开口开放式设计,因此进风方式也随之改变,从单独的上进风变为上进风与侧进风并行。根据空气动力学的原理,上进风的方式是空气在旋转的风扇扇叶的驱使下,使其自上而下成垂直流动,此时在风扇的中心形成一个空气压力相对较低的地区,风扇周围的空气于是向气压较低的风扇中心流动,在流动的过程中,气流在扇叶旋转的作用下发生偏移,从而形成了一个类似龙卷风的涡旋,随着涡旋的增强,周围的空气被迅速的吸过来。这样的设计,有效地防止了风扇的末端和扇框之间形成狭窄的气流扰动区和空气湍流产生的风噪声。

其实每个风扇厂商都有自己的扇叶设计方法,每种设计方法也都是经过大量的实验数据所得,可以说复杂程度非常之高。对于具体的技术问题本文就不再深入讨论。

散热器风扇的效能主要取决于:风扇扇叶直径和轴向长度;风扇的转速;扇叶的形状等因素。一般好的风扇除了其风量大和风压高之外,其本身的可靠性是相当的重要,风扇使用的轴承形式在此显得非常重要。一般高速风扇使用滚珠轴承(ball bearing),而低速风扇则使用成本较低廉的自润轴承(sleeve bearing)。每个风扇都需要两个轴承,一些风扇上标着"BS"的字样,是单滚珠式轴承,BS的意思是"1 ball + 1 sleeve",依然带有自润轴承的成分。比BS更高级的是双滚珠式轴承,即Two Balls。下面将对各种轴承形式加以说明。

含油轴承是使用滑动摩擦的套筒轴承,使用润滑油作为润滑剂和减阻剂,初期使用时运行噪音低,制造成本也低,但是这种轴承磨损严重,寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长,由于油封的原因(电脑散热器产品都不可能使用高档油封,一般也就是普通的纸油封),润滑油会逐渐挥发,而且灰尘也会进入轴承,从而引起风扇转速变慢,噪音增大等问题,严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。出现这些现象,要么打开油封加油,要么就只有淘汰另购新风扇。

含油轴承由于使用周期较短,轴承内部的油控直接影响运转时噪音大小,所以越来越被各知名大厂所摒弃。双滚珠轴承现在被业界广泛看好,成为高品质散热器风扇的首选,运转稳定性无出其右,但价格也较高。而作为物美价廉的选择,各大厂商的折衷方案就是采用单滚珠轴承。

单滚珠轴承是对传统油封轴承的改进。它的转子与定子之间用滚珠进行润滑,并配以润滑油。它克服了油封轴承寿命短,运行不稳定的毛病,而成本上升极为有限。单滚珠轴承吸收了油封轴承和双滚珠轴承的优点。将轴承的使用寿命提升到了40,000小时,加入滚珠之后,运行噪声有所增大,但仍小于双滚珠轴承。

双滚珠轴承

双滚珠轴承属于比较高档的轴承。轴承中有数颗微小钢珠围绕轴心,当扇页或轴心转动时,钢珠即跟着转动。因为都是球体,所以摩擦力较小,且不存在漏油的问题。双滚珠风扇优点是寿命较长,大约在50000 ~100000小时;抗老化性能好,适合转速较高的风扇。双滚珠轴承的缺点是制造成本高,并且在同样的转速水平下噪音最大(因为滚珠轴承摩擦点增加了2倍)。双滚珠风轴承和液压轴承的封闭性较好,尤其是双滚珠轴承。双滚珠轴承被整个嵌在风

扇中,转动部分没有与外界直接接触。在密封的环境中,轴承的工作环境比较稳定。因此5000转级别的大口径风扇几乎都使用双滚珠轴承。而液压轴承由于具备独特的还回式油路,所以润滑油泄露的可能性较小。

来福轴承

来福轴承(Rifle Bearing)技术的代表厂商是CoolerMaster,CM已经将旗下的大部分传统油封轴承风扇升级到来福轴承。作为传统油封轴承的改进,来福轴承采用耐磨材料制成高含油中空轴承,减小了轴承与轴芯之间摩擦力,来福轴承还带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯,在风扇运转时含油将形成反向回游,从而避免含油流失,因此提升了轴承寿命。来福轴承风扇通过采用以上结构及零件,使得含油及保油能力大幅提升,并降低了噪音。

HYPRO轴承:

Hypro轴承之名来源于HY(Hydrodynamic wave,流体力学波)PRO(Oil protection system,油护系统),系知名散热器及风扇设计制造厂家ADDA的专利产品,同是在传统含油轴承基础之上进行多项改进而成。Hypro与液压轴承可谓殊途同归,两种设计各自采用了一些独到的改进措施,但精髓同为循环油路系统,各方面的表现也基本相当。通常产品寿命可达50000小时以上。

外磁风扇是唯一能够较好解决死区问题的轴流风机产。外磁驱动风扇的电机移出了“中心”位置,安装在了风扇的四个角上,风扇页与外框是固定在一起。外磁驱动风扇大大节省了马达所占据的空间,最大程度上减小了普通轴流风扇中的风力盲区的面积。除了这个,外磁驱动风扇的另一个优点是使风扇扇页转动更加平稳,产生较小的噪声。

磁浮风扇:

磁浮风扇的马达有磁浮(MS)设计,其磁感应线与磁浮线成垂直,故轴芯与磁浮线是平行的,故转子的重量就固定在运转的轨道上,利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑,形成整个转子悬空,在固定运转轨道上。因此,磁浮(Magnetic System:MS)事实上只是一种辅助功能,具体的还有配合之前的设计,现有的磁浮设计有与VAPO 汽化轴承、BALL滚珠轴承、及SLEEVE含油轴承。

磁浮(MS)设计+VAPO汽化轴承

磁浮(MS)设计+SLEEVE含油轴承

VAPO轴承与SLEEVE轴承的不同点在与材料方面,VAPO是采用特殊的材料,不同与一般的SLEEVE材料,同时VAPO轴承的内层表面也是经过特殊加工的,所以在硬度方面比SLEEVE轴承的要好,而且可以经受起更高的温度和运转时的摩擦,一般都可以运行在70℃以上。而一般的SLEEVE配合磁浮设计也是可以延长其寿命的,但就没有其他的两个强了。

液压轴承

液压轴承是由AVC首创的技术。同样,它也是在油封轴承的基础上改进而来的。液压轴承拥有比油封轴承更大的储油空间,并有独特的环回式供油回路。液压轴承风扇的工作噪音又明显的降低,使用寿命也非常长,可达到40000小时。但并非所有的AVC散热器都采用液压轴承风扇。

由此可见,液压轴承实质上仍然是一种油封轴承。但这种经过了改进,寿命比普通油封轴承大大延长了,并且继承了油封轴承的优点——运行噪音小。

纳米轴承

富士康在其产品中首先引入了纳米轴承。传统油封轴承风扇在使用过程中磨损比较严重,长时间使用时的可靠性较低。纳米轴承有效的克服了这个问题:陶瓷轴承技术采用了纳米级高分子材料与特殊添加剂充分融合,轴承核心全面采用纳米级的氧化锆粉,使用冲模及烧结工艺制成,晶体颗粒由过去的60um下降到了0.3um,具有坚固、光滑、耐磨等特性。

纳米陶瓷轴承(NCB)具有很强的耐高温能力,不易挥发,这大大延长了风扇的使用寿命,纳米轴承的性质与陶瓷类似,越磨越光滑。据测试,采用纳米陶瓷轴承(NCB)的风扇平均使用寿命都在15万小时以上。

[散热原理——风扇基本原理]

因为最终主动散热器都需要通过风扇的强制对流来加快热量的散失,因此一款风扇的好坏,对整个散热效果起到了决定性的作用。配备一个性能优良的CPU风扇也是保证整部电脑顺利运转的关键因素之一。

DC风扇运转原理:

根据安培右手定则,导体通过电流,周围会产生磁场,若将此导体置于另一固定磁场中,则将产生吸力或斥力,造成物体移动。在直流风扇的扇叶内部,附着一事先充有磁性之橡胶磁铁。环绕着硅钢片,轴心部份缠绕两组线圈,并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置,控制一组电路,该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作。硅钢片产生不同磁极,此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于虱扇的静摩擦力时,扇叶自然转动。由于霍尔感应组件提供同步信号,扇叶因此得以持续运转,至于其运转方向,可依佛莱明右手定则决定。

AC风扇运转原理:

AC风扇与DC风扇的区别。前者电源为交流,电源电压会正负交变,不像DC风扇电源电压固定,必须依赖电路控制,使两组线圈轮流工作才能产生不同磁场。AC风扇因电源频率固定,所以硅钢片产生的磁极变化速度,由电源频率决定,频率愈高磁场切换速度愈快,理论上转速会愈快,就像直流风扇极数愈多转速愈快的原理一样。不过,频率也不能太快,太快将造成激活困难。

我们电脑散热器上应用的都是DC风扇。而一般一款好的风扇主要考察风量、转速、噪音、使用寿命长短、采用何种扇叶轴承等。下文将对这些参数分别加以说明。

风量是指风冷散热器风扇每分钟排出或纳入的空气总体积,如果按立方英尺来计算,单位就是CFM;如果按立方米来算,就是CMM。散热器产品经常使用的风量单位是CFM(约为0.028立方米/分钟)。50x50x10mm CPU风扇一般会达到10 CFM,60x60x25mm风扇通常能达到20-30的CFM。

在散热片材质相同的情况下,风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然,风量越大的散热器其散热能力也越高。这是因为空气的热容比率是一定的,更大的风量,也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然,同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。

风量和风压

风量和风压是两个相对的概念。一般来说,要设计风扇的风量大,就要牺牲一些风压。如果风扇可以带动大量的空气流动,但风压小,风就吹不到散热器的底部(这就是为什么一些风扇转速很高,风量很大,但就是散热效果不好的原因)。相反的,风压大、风量就小,没有足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。

一般铝质鳍片的散热片要求风扇的风压足够大,而铜质鳍片的散热片则要求风扇的风量足够大;鳍片较密的散热片相比鳍片较疏的散热片,需要更大风压的风扇,否则空气在鳍片间流动不畅,散热效果会大打折扣。所以说不同的散热器,厂商会根据需要配合适当风量、风压的风扇,而并不是单一追求大风量或者高风压的风扇。

风扇转速

风扇转速是指风扇扇叶每分钟旋转的次数,单位是rpm。风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇叶的数

量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。转速和风扇质量没有必然的联系。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量,也可以通过外部进行测量(外部测量是用其它仪器看风扇转的有多快,内部测量则直接可以到BIOS里看,也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些)。

因为随着环境温度的变化,有时需要不同转速风扇来满足需求。一些厂商特意设计出可调节风扇转速的散热器,分手动和自动两种。手动的主要是让用户可以在冬天使用低转速获得低噪音,夏天时使用高转速获得好的散热效果。自动类调温散热器一般带有一个温控感应器,能够根据当前的工作温度(如散热片的温度)自动控制风扇的转速,温度高则提高转速,温度低则降低转速,以达到一个动态的平衡,从而让风噪与散热效果保持一个最佳的结合点。

风扇噪音

除了散热效果之外,风扇的工作噪音也是人们普遍关注的问题。风扇噪音是风扇工作时产生杂音的大小,受多方面因素影响,单位为分贝(dB)。测量风扇的噪声时需要在噪声小于17dB的消音室中进行,距离风扇一米,并沿风扇转轴的方向对准风扇的进气口,采用A加权的方式进行测量。风扇噪声的频谱特性也很重要,因此还需要用频谱仪记录风扇的噪声频率分布情况,一般要求风扇的噪声要尽量的小,而且不能存在异音。

风扇噪音与摩擦力、空气流动有关。风扇转速越高、风量越大,造成的噪音也会越大,另外风扇自身的震动也是不可忽视的因素。当然高品质的风扇的自身震动会很小,但前面两个者却是难以克服的。要解决这个问题,我们可以尝试使用尺寸较大的风扇。应在在风量相同的情况下,大风扇在较低转速时的工作噪声要小于小风扇在高转速时的工作噪声。另外一个我们容易忽略的因素是风扇的轴承。由于风扇高速转动时转轴和轴承之间要摩擦碰撞,所以也是风扇噪声的一个主要来源。

风扇噪音的来源是因为:

1.振动

假如风扇转子转动时转子的物理质心与转轴惯性中心不在同一轴上,便会造成转子的不平衡。转子的物理质心与转轴惯性中心的最近距离称为偏心距,转子不不衡造成偏心距,当转子转动时由于离心力的作用产生一作用力于转轴支架而形成振动,且振动经由基路径传递到机械各部份。

2.风噪

风扇工作时,由于叶片周期性地承受出口不均匀气流的脉动力作用,产生噪声;另一方面,由于叶片本身及叶片上压力的不均匀分布,转动时对周围气体及零件的扰动也构成旋转噪声;此外由于气体流经叶片时产生湍流附层面、旋涡及旋涡脱离,引起叶片上压力分布的脉动而产生涡流噪声。这三种原因所引起的噪音可以综合性地称为“切风噪音”,一般风量风压大的风扇,其切风噪声也较大。

3.异音

风噪听起来只有单纯的风声,而异音则不同,风扇运转时,除风声外,若还有其它声音发出,即可判断风扇出现了异音。异音可能因轴承内有异物或变形,以及组装不当而出现碰撞,或电机绕组缠绕不均,造成松脱,都可能产生异音。

风扇的使用寿命

风扇的使用寿命是指散热器产品正常工作的无故障工作时间,优质产品的使用寿命一般都能达到几万小时。在价格

和性能差不多的情况下,选择使用寿命长的产品显然更能保护我们的投资。

风扇的寿命由:电机寿命、使用环境、电力供应等各方面因素所组成。

送风形式

最广泛的形式就是用轴流风机(也就是最普遍的那种风扇)向下鼓风,之所以这么流行是因为综合效果好且成本低廉。如果把轴流风机的方向反过来,就变成向上抽风,在某些特别型号的散热器中会采用这种形式。

两种送风形式的差别在于气流形式的不同,鼓风时产生的是紊流,风压大但容易受到阻力损失;抽风时产生的是层流,风压小但气流稳定。理论上说,紊流的换热效率比层流大得多,因此才成为主流设计形式。但是气流的运动与散热片也有直接关系。在某些散热片设计中(比如过于紧密的鳍片),气流受散热片阻碍非常大,此时采用抽风可能会有更好的效果。至于采用侧面鼓风的设计,通常不会和顶部鼓风的效果有什么差别。而比较有效的改进方法是建立CPU专用的散热风道,这样便不会受到CPU附近热空气的影响,相当于降低了环境温度。

轴流风机虽然应用广泛,但是也存在固有的缺陷。轴流风机受电机位置的阻挡,气流不能流畅通过鼓风区域的中部,这称为“死区”。而在典型的散热片上,恰恰中部鳍片的温度最高。由于存在这种矛盾,采用轴流风机时,散热片的散热效果并不充分。

离心风机是与轴流风机完全不同鼓风形式,也逐渐开始使用在CPU散热当中,通常被电脑用户称为“涡轮风扇”。这种风扇的优越之处在于很好地解决了“死区”问题。离心风扇与传统风扇的不同之处是其叶片旋转是在垂直的平面内进行的,进风口位于风扇的侧面。散热器底面接收到的气流分布较均匀。

离心风机的鼓风方向上没有障碍物,所以在各个位置都有同样的气流。同时它的风压和风量的调节范围也更大,转速控制的效果更好。负面的影响和大功率轴流风机一样——价格高、噪音大。

改进风道设计

另外一种解决风力盲区的办法是改变风扇的出风方向。传统的散热器安装方式是气流朝下,即垂直于CPU。改进风道设计之后,风扇改为侧向吹风,让气流的方向平行于CPU。

侧向吹风的首要好处是彻底解决风力盲区,因为气流是平行通过散热鳍片的,气流截面的四条边上的气流速度最快,而CPU的发热点正好位于一条边上。这样CPU散热底座吸收的热量可以被及时带走。另外一个好处是没有反弹的风压(通常向下吹风时,一部分气流冲至散热底面并反弹,这会影响散热器内的气流运动方向,使的热交换的效率受到损失)。热交换效率要高于向下吹风。

[散热原理——底面处理工艺]

散热底面与CPU之间会产生微小的空隙。为了减小之间的空隙,除了使用一定量导热性能好的硅胶填充外,打磨平整的散热器底面也是必不可少的步骤。平整的底面可以减少热阻很大的散热膏的使用量。常用的底面处理工艺包括:

拉丝工艺(研磨)

拉丝工艺也是使用最多的底面处理工艺。拉丝时使用某种表面具有一定粗糙程度及硬度的工具,常见的如砂纸、锉等,对物体处理表面进行单向、反复或旋转的摩擦,借助工具粗糙表面摩擦时的剪削效果去除处理表面的凸出物;当然,磨平凸出物的同时也会在原本平整的表面上造成划痕。故而应采用由粗到细循序渐进的过程,逐渐减小处理表面的粗糙程度。

拉丝工艺的特征是底面呈一条条平行的磨痕

盘铣工艺(切削)

盘铣工艺是指将散热器底面固定之后通过高速旋转的刀具切割散热器表面,刀具始终在同一平面内旋转,因此切割出来的底面非常平整。与拉丝工艺相同,盘铣工艺使用的刀具越精细,切割出的底面的平整程度越高。盘铣工艺的制造成本较高,但相对拉丝只需要两三道工序,比较省时,并且效果也比较理想。

盘铣工艺的特征是底部会留下弧形的磨痕

数控机床:

数控机床应用于散热片的底面平整处理主要采用的工艺仍然是铣。但与传统盘铣不同,数控铣床的刀具可以通过单片机精确控制与散热片间的相对距离。刀具接触散热片底面后,两者水平方向相对运动,即可对传统盘铣中刀具空隙留下的未处理部分进行切削,而达到完整的平面效果,不许任何后续处理即可获得镜面一般的效果,平整度可小于0.001mm。

抛光:抛光处理只是令处理表面更加光滑,对平面度没有改善,处理成本较高。大多数风冷散热片不会进行抛光处理,而较多见于相对水冷登高端的散热器。

散热原理——铜铝结合技术]

散热原理——铜铝结合技术] 目前最常用的散热片材料是铜和铝合金。而铝合金容易加工,成本低,所以也是应用最多的材料。相比之下,铜的瞬间吸热能力比铝合金好,但散热的速度就较铝合金要慢。考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点,目前市场部分高端散热器采用了铜铝结合制造,这些散热片通常都采用铜金属底座,而散热鳍片则还是采用铝合金,除了铜底,也有散热片使用铜柱等方法,也是相同的原理。凭借较高的导热系数,铜制底面可以快速吸收CPU释放的热量;铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成最有利于散热的形状,并提供较大的储热空间并快速释放,这在各方面找到了的一个均衡点。 热量从CPU核心散发到散热片表面,是一个热传导过程。对于散热片的底座而言,由于直接与高热量的小面积热源接触,这就要求底座能够迅速将热量传导开来。散热片选用较高导热系数的材料对提高热传导效率很有帮助。如铝的导热系为735KJ/(M.H.K),铜的导热系数为1386KJ/(M.H.K),相比较起来同样体积的散热片,铜的重量是铝的3倍;而铝的比热仅为铜的2.3倍。所以相同体积下,铜散热片可以比铝散热片容纳更多的热量,升温更慢。同样一块厚度的底部,铜不但可以快速引走CPU Die的温度,自己的温度上升也比铝的散热片缓慢。因此铜更适合做成散热器的底面。 当然,两种金属的结合比较困难,铜和铝之间的亲和力较差,如果接合处理不好,便会产生较大的介面热阻(即两种金属之间由于不充分接触而产生的热阻)。在实际设计和制造中,厂商总是尽可能降低介面热阻,扬长避短。常见的铜铝结合工艺有: 1. 扦焊 扦焊是采用熔点比母材熔点低的金属材料作为焊料,在低于母材熔点而高于焊料熔点的温度下,利用液态焊料润湿母材,填充接头间隙,然后冷凝形成牢固接合界面的焊接方法。主要工序有:材料前处理、组装、加热焊接、冷却、后处理等

计算机散热的原理与技术解析[下]

散热的原理与技术解析-下(1) 在之前的文章中,我们介绍了热传递的原理与基本方式,并在散热的原理与技术解析-上中详细探讨如何快速将热量带离热源,其内容主要涉及热传递三种基本方式中的热传导方面;在散热的原理与技术解析-中里则以风冷散热器为例分析相应的技术原理与实现策略。在本文中,我们将重点探讨其他散热方式如水冷、热管等散热技术,介绍与外界环境的不同热交换方式的实现。至于某些只有高端使用者才采用的极端散热方式如液氮、干冰等,则不在讨论之列。 需要明确的是,在大多数情况下,无论水冷散热还是热管散热,都不会完全脱离风冷,它们都是通过有效的将热量转移至大面积散热片(热管和液体都只是热传递介质),使用大尺寸低转速风扇,达到静音散热效果。即便不使用风扇,也会尽量增大鳍片散热表面积,同时鳍片周围需要保持良好的通风。也即是说,最终与外界环境的热交换,还是要通过风冷的。 水冷散热系统的原理 首先让我们来看一下水冷散热。不过,在讨论之前,先来明确一下概念:虽然我们很多时候将水冷散热与液冷散热等同起来,但严格意义上说,二者还是有区别的,水冷散热只是液冷散热系统中散热介质使用水的一个子集,而除水之外,还有其他很多介质可用于液冷散热系统,只不过由于水价格便宜易于获得,水冷散热在中低端领域应用得较为广泛罢了。 从技术角度看,水冷(液冷)散热系统的工作原理很简单:就是利用水泵把水从储水器中抽出来,通过水管流进水箱,然后再在水箱的另外一个口出来,通过水管流回储水器,就这样不断循环,把热量从热源如CPU的表面带走。 水冷系统一般由以下几部分构成:热交换器、循环系统、水箱、水泵和水,根据需要还可以增加散热结构。其中,热交换器是整个水冷系统的核心,水冷系统的效率在很大程度上由它来决定,这也是整个系统构思最巧妙的部分。循环系统分别将水送进和排出热交换器,而进水管的另外一端与水泵连接。水泵放在储水的水桶或其它结构的水箱中,出水管将送出的热水重新排放到水箱中。如果需要,出水管里的热水先经过散热系统降为室温后再排放回水箱。 散热的原理与技术解析-下(2) 水冷散热的效果

激光打印机工作原理及技术解析讲解

深圳市齐心文具股份有限公司 激光打印机原理与耗材技术解析 一.激光打印机工作原理 无论是黑白饥荒打印机还是彩色激光打印机,其基本工作原理是相同的,他们都采用了类似复印机的静电照相技术,将打印机内容转变为感光鼓上的以像素点为单位的点阵位图图像,再转印到打印机纸上形成打印内容。与复印唯一不同的是光源,复印机采用的是普通白色光源,而激光打印机则采用的是激光束。 在工作过程中计算机先把需要的数据(打印控制器中光栅位图图像数据)转换为激光扫描器的激光束信息,通过反射棱镜对感光鼓照射,此时感光鼓在充电时它的鼓体表面(现在感光鼓表面涂层用的材料一般为TefLon-----聚四氟乙烯)充满了正电荷。 激光器射出的激光抵消了鼓体表面图像部分以外的正电荷,感光鼓体表面形成了以正电荷表示的与打印图像完全相同的图像信息。这时显影仓已经工作,磁棒上的碳粉颗粒带上了负电荷,随着感光鼓的转动正负电子相依的时候就把碳粉颗粒吸附到感光鼓体上(正负相吸),形成了感光鼓表面的碳粉图像。而打印纸在与干皇姑接触前就被一充电单元充满负电荷,而所带电压高于感光鼓上的,当打印纸走过感光鼓时,由于正负电荷互相吸引,感光鼓的碳粉图像就转印到打印纸上。经过热转印单元(定影过程的加热加压)使碳粉颗粒完全与纸张纤维吸附,形成了打印图像。 二.激光打印机工作过程解析 第一阶段数据交换系统 1.打印机控制器: 在激光打印机能够工作之前,它需要获得页面数据并计算机如何将这些数据列印到纸

面上。这个工作由打印机控制器完成。打印机控制器是激光打印机的主要板载计算机。它通过某个通信端口(如:USB端口)与主机进行交谈。在打印作业开始时,激光打印机会与肌注一起确定数据的交换方式。控制器可能必须定期启动和停止主机,以便处理它已经接收到的信息。 2.打印机的接口和数据传输模式: 接口类型也就是指打印机与计算机之间采用的接口类型,通过这项指标也可以简介反映出打印机输出的速度快慢。目前市场上打印机产品的主要类型包括常见的并行接口、USB 接口以及网络接口。 2.1 并行接口: 并行接口又简称为“并口”,是一种增强了的双向并行传输接口。有点是不需要在PC 中用其他的卡,无限连接数码(只要你有足够的端口),设备的安装及使用容易。 2.2 USB接口: USB 的全称是Universal Serial Bus 通用串行总线,USB支持插拔,也就是我们说的即插即用。使用USB 为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升,USB 接口提供的连接速度比并口速度提高达到10倍以上,在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。目前绝大多数的桌面型激光打印机基本都配置了USB 接口。 3. 图像处理器: 在构造出数据之后,控制器就开始生成整个页面。它会设置文本边距,排列单词并放置所有图像。在页面排列完毕之后,光栅图像处理器会获取页面数据,既可以一次获取整个页面,也可以一部分一部分的获取,然后将页面分割成由微小点组成的阵列。正如我们将在下一节中看到的,打印机要求页面必须采用此格式,以便激光器能够将其写到感光鼓上。 4.激光器组件:

钢制柱形散热器的工作原理

钢制柱形散热器的工作原理 钢制柱形散热器以钢为原料,具有重量轻、金属强度高、耐压能力强、安装维修方便、散热快,生产能耗小,外形美观,样式多、颜色多等优势赢得消费者信赖,但钢制柱形散热器容易氧化腐蚀,对水质要求比较高,不适合使用地热水采暖。钢制柱形散热器主要由走水部分和对流片组成,其主要是水暖,将水作为热媒载体,以散热器钢材为导体首先作用于空气加热然后带动空间温度上升已达到取暖目的,此外,钢制柱形散热器的散热效果主要与散热器内部的热媒温度和外部空气温度以及与空气接触的面积还有空气流速等有关,所以热媒来源的温度高低也直接和根本上决定和影响钢制柱形暖气片的实际使用效果。钢制柱形暖气片—钢制柱形暖气片的特点 钢制柱形散热器承压力高,散热性能好,表面光滑,便于清洁,无需劳神的擦拭,该类型散热器外形色彩丰富,线条简约流畅,造型大方多样,极易与家装所融合。而且钢制柱形散热器水流量大、水阻小、不易结垢、消耗系统能量少,供热成本低,产品结实耐用、不易损坏。目前钢制柱形散热器在工厂、学校、宾馆、机关、高档住宅及其他场所,都被广泛安装运用。钢制柱形散热器风行于世与它的美观是分不开的,钢制散热器颜色大都为标准白色,非常大气时尚;而且现在市场上钢制散热器型号多样,能与不同装修风格的房子完美融合。钢制柱形暖气片—钢制柱形散热器安装保养 专业安装:钢制柱形散热器安装需要专业认真真诚的职业精神,专一专业的职业态度,大致可以比较完美铸就钢制散热器安装温暖生活的第一要义!私人定制散热器历史起源于上世纪末,以全新的理念别具一格的服务水准,为客户提供私人定制360采暖方案,当时钢制散热器量产化刚刚起步,大多数钢制散热器都是单独制作,具有很强的私人性。 保养:采暖季没有特殊的保养要求,诸如,不能再散热器上晾晒衣服;保持散热器清洁等等自不待多言;钢制散热器安装通常在非采暖季,于是这一时段的保养尤其重要了,根据不同材质,钢制散热器需要满水保养因为钢制材质更容易腐蚀,杜绝氧气与钢制材料直接接触是保养钢制散热器安装的最根本要求。以上就是为大家介绍的我们的钢制柱形散热器的一些工作原理及特点还有我们购买了暖气片之后,安装和保养的一些方法,希望大家可以参考了解,当我们大家以后购买使用散热器的话,钢制柱形散热器是不错的选择。

VLAN技术原理及方案解析

Vlan技术原理 在数据通信和宽带接入设备里,只要涉及到二层技术的,就会遇到VLAN。而且,通常情况下,VLAN在这些设备中是基本功能。所以不管是刚迈进这个行业的新生,还是已经在这个行业打拼了很多年的前辈,都要熟悉这个技术。在论坛上经常看到讨论各种各样的关于VLAN的问题,在工作中也经常被问起关于VLAN的这样或那样的问题,所以,有了想写一点东西的冲动。 大部分童鞋接触交换这门技术都是从思科技术开始的,讨论的时候也脱离不了思科的影子。值得说明的是,VLAN是一种标准技术,思科在实现VLAN的时候加入了自己的专有名词,这些名词可能不是通用的,尽管它们已经深深印在各位童鞋们的脑海里。本文的描述是从基本原理开始的,有些说法会和思科技术有些出入,当然,也会讲到思科交换中的VLAN。 1. 以太网交换原理 VLAN的概念是基于以太网交换的,所以,为了保持连贯性,还是先从交换原理讲起。不过,这里没有长篇累牍的举例和配置,都是一些最基本的原理。 本节所说的以太网交换原理,是针对‘传统’的以太网交换机来说的。所谓‘传统’,是指不支持VLAN。 简单的讲,以太网交换原理可以概括为‘源地址学习,目的地址转发’。考虑到IP层也涉及到地址问题,为了避免混淆,可以修改为‘源MAC学习,目的MAC转发’。从语文的语法角度来讲,可能还有些问题,就再修改一下‘根据源MAC进行学习,根据目的MAC进行转发’。总之,根据个人习惯了。本人比较喜欢‘源MAC学习,目的MAC转发’的口诀。 稍微解释一下。 所谓的‘源MAC学习’,是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的源MAC地址

来建立自己的MAC地址表,‘学习’是业内的习惯说法,就如同在淘宝上买东西都叫‘宝贝’一样。 所谓的‘目的MAC转发’,是指交换机根据收到的以太网帧的帧头中的目的MAC 地址和本地的MAC地址表来决定如何转发,确定的说,是如何交换。 这个过程大家应该是耳熟能详了。但为了与后面的VLAN描述对比方便,这里还是简单的举个例子。 Figure 1-1: |-------------------------------| | SW1 (Ethernet Switch) | |-------------------------------| | | |port1 |port 2 | | |-------| |-------| | PC1| | PC2| |-------| |-------| 简单描述一下PC1 ping PC2的过程:(这里假设,PC1和PC2位于同一个IP网段,IP地址分别为IP_PC1和IP_PC2,MAC地址分别为MAC_PC1和MAC_PC2) 1). PC1首先发送ARP请求,请求PC2的MAC。目的MAC=FF:FF:FF:FF:FF:FF(广播);源MAC=MAC_PC1。 SW1收到该广播数据帧后,根据帧头中的源MAC地址,首先学习到了PC1的MAC,建立MAC地址表如下: MAC地址端口 MAC_PC1 PORT 1 2). 由于ARP请求为广播帧,所以,SW1向除了PORT1之外的所有UP的端

散热原理(图文并茂)

散热原理——功耗与热阻 随着处理器发热量的不断提高,很多有助于散热的新兴技术也飞速发展。如果要深入了解一款散热器的性能必须了解其原理,针对目前主流散热器所采用的技术,驱动之家评测室分门别类,为您带来散热专题之原理篇,带您走进散热器的奥妙世界。 功耗是CPU最为重要的参数之一。其主要包括TDP和处理器功耗 TDP是反应一颗处理器热量释放的指标。TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文直译是“热量设计功耗”。TDP功耗是处理器的基本物理指标。它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位未W。单颗处理器的TDP值是固定的,而散热器必须保证在处理器TDP最大的时候,处理器的温度仍然在设计范围之内。 处理器的功耗:是处理器最基本的电气性能指标。根据电路的基本原理,功率(P)=电流(A)×电压(V)。所以,处理器的功耗(功率)等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。 处理器的峰值功耗:处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中,这样处理器的功耗也在变化之中。在散热措施正常的情况下(即处理器的温度始终处于设计范围之内),处理器负荷最高的时刻,其核心电压与核心电流都达到最高值,此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。 处理器的功耗与TDP 两者的关系可以用下面公式概括: 处理器的功耗=实际消耗功耗+TDP 实际消耗功耗是处理器各个功能单元正常工作消耗的电能,TDP是电流热效应以及其他形式产生的热能,他们均以热的形式释放。从这个等式我们可以得出这样的结论:TDP并不等于是处理器的功耗,TDP要小于处理器的功耗。虽然都是处理器的基本物理指标,但处理器功耗与TDP对应的硬件完全不同:与处理器功耗直接相关的是主板,主板的处理器供电模块必须具备足够的电流输出能力才能保证处理器稳定工作;而TDP数值很大,单靠处理器自身是无法完全排除的,因此这部分热能需要借助主动散热器进行吸收,散热器若设计无法达到处理器的要求,那么硅晶体就会因温度过高而损毁。因此TDP也是对散热器的一个性能设计要求。 人们也习惯用热阻抗值来对散热器的性能进行标识 热阻抗值RCJ 热阻抗值是保证CPU在一定的环境温度下(TJ=A℃)执行规定的程序(如P4 Maxpower 6.0 100%),CPU温度保持在规定的最高温度以下(Tc Tc-Tj=TDP× RJC 等式左边为一定值,对于一款散热器显然是热阻抗值越小,就可以使P值更大,也就是可以承载更大TDP的CPU散热,也就说明性能越好。 对于散热器,我们可以列出如下的等式: P=H*A*η*△T P:散热片与周围空气的热交换总量(W); H:散热片的总热传导率(W/CM2*℃),由辐射及对流两方面决定; A:散热片表面积(CM2); η:散热片效率,由散热片的材料及形状决定; △T:散热片的最高温度与周围环境温度之差(℃) [散热原理——散热方式] 散热就是热量传递,而热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。传导是由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式,CPU和散热片之间的热量传递主要是采用这种方式,这也是最普遍的一种热传递方式。对流是指气体或液体中较热部分和较冷部分通过循环将温度均匀化,目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流法,电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。辐射顾名思义就是将热能从热源直接向外界发散出去,该过程与热源表面颜色、材质及温度有关,辐射的速度较慢,因此在散热器散热中所起到的作用十分有限(辐射可以在真空中进行)。这三种散热方式都不是孤立的,在日常的热量传递中,这三种散热方式都是同时发生,共同发挥作用的。 任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式,只是侧重有所不同。对于CPU散热器,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分

散热风扇工作原理

散热风扇工作原理 散热器都需要通过风扇的强制对流来加快热量的散失,因此一款风扇的好坏,对整个散热效果起到了决定性的作用。配备一个性能优良的CPU风扇也是保证整部电脑顺利运转的关键因素之 一。" DC风扇运转原理: 根据安培右手定则,导体通过电流,周围会产生磁场,若将此导体置于另一固定磁场中,则将产生吸力或斥力,造成物体移动。在直流风扇的扇叶内部,附着一事先充有磁性之橡胶磁铁。环绕着硅钢片,轴心部份缠绕两组线圈,并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置,控制一组电路,该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作。硅钢片产生不同磁极,此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于虱扇的静摩擦力时,扇叶自然转动。 由于霍尔感应组件提供同步信号,扇叶因此得以持续运转,至于其运转方向,可依佛莱明右手定则决定。 AC风扇运转原理: AC风扇与DC风扇的区别。前者电源为交流,电源电压会正负交变,不像DC风扇电源电压固定,必须依赖电路控制,使两组线圈轮流工作才能产生不同磁场。AC风扇因电源频率固定,所以硅钢片产生的磁极变化速度,由电源频率决定,频率愈高磁场切换速度愈快,理论上转速会愈快,就像直流风扇极数愈多转速愈快的原理一样。不过,频率也不能太快,太快将造成激活困难。我们电脑散热器上应用的都是DC风扇。而一般一款好的风扇主要考察风量、转速、噪音、使用寿命长短、采用何种扇叶轴承等。 风量是指风冷散热器风扇每分钟排出或纳入的空气总体积,如果按立方英尺来计算,单位就是CFM;如果按立方米来算,就是CMM。散热器产品经常使用的风量单位是CFM(约为 0."028立方米/分钟)。50×50x10mm CPU风扇一般会达到10 CFM, 60×60x25mm风扇通常能达到20-30的CFM。在散热片材质相同的情况下,风量

各种材料散热原理+制作工艺

各种材料散热原理+制作工艺 作者: liushunqi 来源: 玩家堂发布时间: 2009-4-12 10:23 散热的原理与技术解析散热的原理与技术解析 随着PC计算能力的增强,功耗与散热问题日益成为不容回避的问题。一般说来,PC内的热源大户包括CPU、主板(南桥、北桥及VRM部分)、显卡以及其他部件如硬件、光驱等,它们工作时消耗的电能会有相当一部分转化为热量。 我们都知道,电子器件的工作温度直接决定其使用寿命和稳定性。要让PC 各部件的工作温度保持在合理的范围内,除了保证PC工作环境的温度在合理范围内之外,还必须要对其进行散热处理。尤其对CPU而言,如果用户进行了超频,要保证其稳定地工作更必须有效地散热。 热传递的原理与基本方式 虽然我们常将热称为热能,但热从严格意义上来说并不能算是一种能量,而只是一种传递能量的方式。从微观来看,区域内分子受到外界能量冲击后,由能量高的区域分子传递至能量低的区域分子,因此在物理界普遍认为能量的传递就是热。当然热最重要的过程或者形式就是热的传递了。 学过中学物理的朋友都知道,热传递主要有三种方式: 传导: 物质本身或当物质与物质接触时,能量的传递就被称为热传导,这是最普遍的一种热传递方式,由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量。相对而言,热传导方式局限于固体和液体,因为气体的分子构成并不是很紧密,它们之间能量的传递被称为热扩散。 热传导的基本公式为“Q=K×A×ΔT/ΔL”。其中Q代表为热量,也就是热传导所产生或传导的热量;K为材料的热传导系数,热传导系数类似比热,但是又与比热有一些差别,热传导系数与比热成反比,热传导系数越高,其比热的数值也就越低。举例说明,纯铜的热传导系数为396.4,而其比热则为0.39;公式中A代表传热的面积(或是两物体的接触面积)、ΔT代表两端的温度差;ΔL 则是两端的距离。因此,从公式我们就可以发现,热量传递的大小同热传导系数、热传热面积成正比,同距离成反比。热传递系数越高、热传递面积越大,传输的距离越短,那么热传导的能量就越高,也就越容易带走热量。 对流: 对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触,造成流体从固体表面将热带走的热传递方式。 具体应用到实际来看,热对流又有两种不同的情况,即:自然对流和强制对流。自然对流指的是流体运动,成因是温度差,温度高的流体密度较低,因此质量轻,相对就会向上运动。相反地,温度低的流体,密度高,因此向下运动,这种热传递是因为流体受热之后,或者说存在温度差之后,产生了热传递的动力;强制对流则是流体受外在的强制驱动(如风扇带动的空气流动),驱动力向什么

热管散热器的工作原理

热管散热器的工作原理 热管散热器的工作原理,热管:是一种传热性极好的人工构件,常用的热管由三;⑴在真空状态下,液体的沸点降低;;⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多;;⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动;典型的构造和工作过程如右图所示:;与热源靠近的一段(蒸发段)内的液体吸热而蒸发,蒸;热管利用“相变”传热的原理与金属铜、铝等实体材料热管散热器的工作原理 热管:是一种传热性极好的人工构件,常用的热管由三部分组成:主体为一根封闭的金属管,内部有少量工作介质和毛细结构,管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理: ⑴在真空状态下,液体的沸点降低; ⑵同种物质的汽化潜热比显热高的多; ⑶多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。 典型的构造和工作过程如右图所示: 与热源靠近的一段(蒸发段)内的液体吸热而蒸发,蒸汽携带汽化潜热经空腔流向另一段(冷凝段),汽体经管壁与外界冷媒体换热放出潜热而完成了传热任务,冷凝成液体,经毛细结构的抽吸力量或重力回流到蒸发段进入下一个工作循环。金旗舰铜制散热器114*60 热管利用“相变”传热的原理与金属铜、铝等实体材料的天然传热方式完全不同。热管的有效导热性是铜、铝等有色金属的成百上千

倍,所以热管是传热领域的重大发明和科技成果,给人类社会带来巨大的实用价值。 热管散热器:利用热管技术能对许多老式散热器或换热产品和系统作重大的改进而产生出的新产品。热管散热器就是这一方面的一个很好的典型。散热器的 热阻是由材料的导热性和体积内的有效面积决定的。实体铝或铜散热器在体积达到0.006m3时,再加大其体积和面积也不能明显减小热阻了。对于双面散热的分立半导体器件,风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04℃/W。而热管散热器可达到0.01℃/W。在自然对流冷却条件下,热管散热器比实体散热器的性能可提高十倍以上。 散热系统:热管问世以来,使电力电子装置的散热系统有了新的发展。无论何种散热方式,其最终散热媒体是空气,其他都是中间环接。空气自然对流冷却是最直接和简便的方式,热管使自冷的应用范围迅速扩大。因为热管自冷散热系统无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠,热管风冷甚至自冷可以取代水冷系统,节约水资源和相关的辅助设备投资。此外,热管散热还能将发热件集中,甚至密封,而将散热部分移到外部或远处,能防尘、防潮、防爆,提高电器设备的安全可靠性和应用范围。

portal技术原理解析

portal技术原理解析(Common Portlet Repository) 一。在看这篇文章之前你可能需要以下知 1.RequestDispatcher.forward()方法 RequestDispatcher接口所定义的forward()方法可以将HTTP请求转送给其他Web资源(例如Servlet、JSP或HTML)进行处理,并产生HTTP回应。 调用forward()方法时必须注意下列三点: *在HTTP回应被“确认”(committed)以前才能调用forward()方法(这里的“确认”是指将HTTP回应的内容主体送回用户端),否则将拋出IllegalStateException异常。 *调用forward()方法后,原先存放在HttpResponse对象中的内容将会自动被清除 *request.getRequestDispatcher(url).include(request, response)就是转向指定url的意思 2.RequestDispatcher.include()方法 RequestDispatcher接口的include()方法与forward()方法非常类似,惟一的不同在于:利用include()方法将HTTP请求转送给其他Servlet后,被调用的Servlet虽然可以处理这个HTTP 请求,但是最后的主导权仍然是在原来的Servlet。换言之,被调用的Servlet如果产生任何HTTP回应,将会并入原来的HttpResponse对象。 https://www.360docs.net/doc/2c3817949.html,mon Portlet Repository是一个资源库,他包含了很多模块,可以提供个用户选择。每一个Common Portlet Repository中的模块都由Portlet Deployment Discriptor来定义。而用户的选择将会由Personal Portal Config这个文件来保存。在用户下次登录时,系统自动读取Portlet ID ,提取信息显示用户的界面。 二。下面是转载的一篇关于portal原理的文章:(https://www.360docs.net/doc/2c3817949.html,/topic/7005) 1.Portal用例 读者可以在下面三个网站上注册自己的用户,体会Portal的功能。 https://www.360docs.net/doc/2c3817949.html, https://www.360docs.net/doc/2c3817949.html, https://www.360docs.net/doc/2c3817949.html,/ My MSN的功能最灵活强大,用户可以任意拖放操作栏目(column)和内容版块(content)的位置和个数。 My Liferay只能选择固定的栏目(column)布局,但可以在本栏目(column)内移动内容版块(content)的位置。 My Yahoo只能选择固定的栏目(column)布局,而且不能移动内容版块(content)的位置。 Portal的结构分为三层。 (1) Page (2) Column,或者称为Pane (3) Content,或者称为Portlet

散热器高效散热技术及应用研究阚宏伟

散热器高效散热技术及应用研究 摘要:随着电子技术的发展,使得电子器件的热流密度不断增加,这样势必对电子器有更高的散热要求,因此有效地解决散热问题已成为电子设备必须解决的关键技术。针对现代电子设备所面临的散热问题,就散热基本原理以及各种主流散热技术,包括自然对流散、强制风冷散热、液体冷却、热管、微槽道冷却、集成热路、热电致冷等常用的电子设备散热技术及某些前沿的研究现状、发展趋势及存在问题分别予以阐述。 关键词:热传递自然对流强制风冷热管散热热电制冷 引言:据统计,55%的电子设备失效是由温度过高引起的。可见,电子设备的主要故障形式为过热损坏,因此对电子设备进行有效的散热是提高产品可靠性的关键。电子设备的主要散热技术电子设备的高效散热问题与传热学(包括热传导、对流和热辐射)和流体力学(包括质量、动量和能量守恒三大定律)等原理的应用密切相关。 一:热传递主要有三种方式: 传导:物质本身或当物质与物质接触时,能量的传递就被称为热传导,这是最普遍的一种热传递方式,由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量。相对而言,热传导方式局限于固体和液体,因为气体的分子构成并不是很紧密,它们之间能量的传递被称为热扩散。 热传导的基本公式为“Q=K×A×ΔT/ΔL”。其中Q代表为热量,也就是热传导所产生或传导的热量;K为材料的热传导系数,热传导系数类似比热,但是又与比热有一些差别,热传导系数与比热成反比,热传导系数越高,其比热的数值也就越低。举例说明,纯铜的热传导系数为396.4,而其比热则为0.39;公式中A代表传热的面积(或是两物体的接触面积)、ΔT代表两端的温度差;ΔL则是两端的距离。因此,从公式我们就可以发现,热量传递的大小同热传导系数、热传热面积成正比,同距离成反比。热传递系数越高、热传递面积越大,传输的距离越短,那么热传导的能量就越高,也就越容易带走热量。 对流:对流指的是流体(气体或液体)与固体表面接触,造成流体从固体表面将热带走的热传递方式。 具体应用到实际来看,热对流又有两种不同的情况,即:自然对流和强制对流。自然对流指的是流体运动,成因是温度差,温度高的流体密度较低,因此质量轻,相对就会向上运动。相反地,温度低的流体,密度高,因此向下运动,这种热传递是因为流体受热之后,或者说存在温度差之后,产生了热传递的动力;强制对流则是流体受外在的强制驱动(如风扇带动的空气流动),驱动力向什么地方,流体就向什么地方运动,因此这种热对流更有效率和可指向性。

汽车散热器的工作原理审批稿

汽车散热器的工作原理 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

汽车散热器的工作原理 为了避免发动机过热,燃烧室周围的零部件(缸套、缸盖、气门等)必须进行适当的冷却。内燃机的冷却装置有三种形式,水冷却、油冷却和空气冷却。汽车发动机冷却装置以水冷却为主,用气缸水道内的循环水冷却,把水道内受热的水引入散热器(水箱),通过风冷却后再返回到水道内。为了保证冷却效果,汽车冷却系统一般由散热器(1)、节温器(2)、水泵(3)、缸体水道(4)、缸盖水道(5)、风扇等组成。以轿车为例,散热器负责循环水的冷却,它的水管和散热片多用铝材制成,铝制水管做成扁平形状,散热片带波纹状,注重散热性能,安装方向垂直于空气流动的方向,尽量做到风阻要小,冷却效率要高。散热器里面的冷却水不是单纯的水,而是由水(符合饮用水质量)、防冻液(通常为乙二醇)和各种专门用途的防腐剂组成的混合物,也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%~50%,提高了液体的沸点,在一定工作压力之下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,超过了水的沸点且不容易蒸发。发动机是由冷却液的循环来实现的,强制冷却液循环的部件是水泵,它由曲轴皮带带动,水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却,要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候,冷却液就在发动机本身内部做小循环,当发动机温度高的时候,冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。节温器实际上是一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料,例如石蜡或乙醚之类的材料做开关阀门,当水温高时材料膨胀顶开阀门,冷却液进行大循环,当水温低时材料收缩关闭阀门,冷却液小循环。为了提高散热器的冷却能力,在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的,发动机启动它就要转,不能视发动机温度变化而变化,为了调节散热器的冷却力,要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现代轿车已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇,当水温比较低时离合器与转轴分离,风扇不动,当水温比较高时由温度传感器接通电源,使离合器与转轴接合,风扇转动。同样,电子风扇由电动机直接带动,由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器兼作储水及散热作用,如果单纯依赖散热器,有三个缺点,一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾,叶轮容易穴蚀;二是气水分离不好容易气阻;三是温度高冷却液容易沸腾逸走。因此设计师就加装了膨胀水箱,它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接,防止上述问题的产生。现在轿车的冷却系统比过去复杂了,主要是增加了温度控制元件,散热器风扇可随发动机温度变化而“随机应变”,冷却系统普遍采用冷却液。当然,发动机的热也是燃料所产生

汽车散热器的工作原理

汽车散热器的工作原理 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

汽车散热器的工作原理为了避免发动机过热,燃烧室周围的零部件(缸套、缸盖、气门等)必须进行适当的冷却。内燃机的冷却装置有三种形式,水冷却、油冷却和空气冷却。汽车发动机冷却装置以水冷却为主,用气缸水道内的循环水冷却,把水道内受热的水引入散热器(水箱),通过风冷却后再返回到水道内。为了保证冷却效果,汽车冷却系统一般由散热器(1)、节温器(2)、水泵(3)、缸体水道(4)、缸盖水道(5)、风扇等组成。以轿车为例,散热器负责循环水的冷却,它的水管和散热片多用铝材制成,铝制水管做成扁平形状,散热片带波纹状,注重散热性能,安装方向垂直于空气流动的方向,尽量做到风阻要小,冷却效率要高。散热器里面的冷却水不是单纯的水,而是由水(符合饮用水质量)、防冻液(通常为乙二醇)和各种专门用途的防腐剂组成的混合物,也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%~50%,提高了液体的沸点,在一定工作压力之下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,超过了水的沸点且不容易蒸发。发动机是由冷却液的循环来实现的,强制冷却液循环的部件是水泵,它由曲轴皮带带动,水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却,要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候,冷却液就在发动机本身内部做小循环,当发动机温度高的时候,冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。节温器实际上是一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料,例如石蜡或乙醚之类的材料做开关阀门,当水温高时材料膨胀顶开阀门,冷却液进行大循环,当水温低时材料收缩关闭阀门,冷却液小循环。为了提高散热器的冷却能力,在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的,发动机启动它就要转,不能视发动机温度变化而变化,为了调节散热器的冷却力,要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现代轿车已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇,当水温比较低时离合器与转轴分离,风扇不动,当水温比较高时由温度传感器接通电源,使离合器与转轴接合,风扇转动。同样,电子风扇由电动机直接带动,由温度传感器控制电

手机散热材料介绍

智能手机的主要发热源:1.主要芯片工作产生的热量 2.LCD驱动产生的热量。3电池释放及充电时的热量3.电池释放及充电时的热量 https://www.360docs.net/doc/2c3817949.html,M驱动芯片工作产生的热量 5.PCB结构设计导热散热量不均匀下图是MTK平台手机各个部分的温度记录

智能手机优选的散热方案 自然散热利用结构设计的优势,实现自然的散热,不需要特别的散热措施,这样的设计1.自然散热利用结构设计的一些优势,实现自然的散热,不需要特别的散热措施,这样的设计基本是在低端的设计方案中; 2.采用石墨片散热利用石墨的X-Y轴向的导热优势,迅速的把热源点的热量均匀的扩展,LCD 利用石墨的X-Y轴向的导热优势,迅速的把热源点的热量均匀的扩展,已达到散热的作用,现已大量应用于中高端的手机中,主要考虑在LCD 的驱动及电池充放电热量的处理; 3.高导热硅脂,主要是处理主板芯片的热量,利用硅脂的Z轴方向的导热特性,把芯片的热量迅速3高导热硅脂主要是处理主板芯片的热量利用硅脂的Z轴方向的导热特性把芯片的 的导向面积较大的屏蔽层或铝镁合金层;

原理介绍: 在与散热器之间的狭缝内充满了空气CPU 与散热器之间的狭缝内,充满了空气,空气是热的不良导体,导热率=0.02W/mK 严重影响CPU 产生的热量有效的传导至散热热界面材料的用途就是用于填满CPU 与散热器接触面的狭缝,凭借热界面材料较高的导热系数,高效的将CPU 热量传导至散热器 器,造成器件的损伤

热界面材料的内部结构: 导热填充物 热传导率>10W/mK 导热填充物直接影响热界 面材料的导热率和成本 QQ:79124316 基材树脂 热传导率=0.1-0.2W/mK

智能手机散热解决-新

智能手机散热解决方案 ?目前手机基本都属于被动散热(与之相对的是主动散热,即通过风扇等其他外部设施散热),被动散热是靠设备本身的设计结构来散热,自然冷却的方法。相对于主动散热,被动散热并不需要在散热上供电,所以更省电。对于手机这类小型设备主动散热一方面耗电,另一方面体积太大,所以目前小型化的手机一般都采用被动散热。 主要使用在手机上的被动散热技术: ?石墨散热技术, ?金属背板散热技术(结合石墨), ?冰巢散热(结合金属背板与石墨), ?导热凝胶散热技术(是在cpu上的散热技术), ?热管散热。 或者从另一种分类来说可能更容易理解,被动散热目前可以分为三个部分,?第一部分是最外面的外壳的散热,一般有金属背板的散热最佳; ?第二部分是外壳内部(或者说内壳)的热传导,目前都采用的是石墨散热;?第三部分是cpu到内壳的热的传递,第一种是可供选择的有普通的空气直接对流与辐射,第二种是采用在cpu上使用导热凝胶之后再通过空气传递到内壳,第三种是通过一种比空气更快传热的相变材料传递到内科(即冰巢散热),?第四种则是采用的热管,通过热管内液体蒸汽的蒸发冷凝循环来散热。 这四种cpu到内壳的热的传递效率最高的便是热管散热,其次分别为冰巢散热,导热凝胶散热,最后是空气散热。

智能手机热管主流规格 根据网络上搜索到的,已开售智能手机拆机照片分析: ?使用的热管主要D2/D3/D5三种规格 ?D2规格热管长度,最长的目视是微软手机,长度规格差不多在120mm左右?D3规格的热管长度,最长的目视是三星的S7,长度规格差不多在100mm左右?D5规格的热管长度,最长的目视是中兴的天机,长度规格差不多在80mm左右 按网络上搜寻的讯息来看,多家设计使用热管的手机,热管实际上对整体手机散热作用并没有多大作用,依照经验来看也就三星S7及中兴手机算的上合理布局及有效的利用热管,热管均是使用导热胶粘黏在手机中框上面(中框材质基本都是镁铝合金材质及7系的铝合金)

散热器原理

散热器原理 第1章:[散热原理——功耗与热阻] 第1页 第2章:[散热原理——散热方式]第3页 第3章:[散热原理——散热器材质]第7页 第4章:[散热原理——铜铝结合技术]第9页 第5章:[散热原理——热管技术]第15页 第6章:[散热原理——加工成型技术] 第18页 第7章:[散热原理——底面处理工艺] 第26页 第8章:[散热原理——风扇基本原理] 第29页 第9章:[散热原理——轴承和叶片] 第34页 第10章:[散热原理——接口与扣具]第41页 [散热原理——功耗与热阻] 随着处理器发热量的不断提高,很多有助于散热的新兴技术也飞速发展。如果要深入了解一款散热器的性能必须了解其原理。 功耗 功耗是CPU最为重要的参数之一。其主要包括TDP和处理器功耗 TDP是反应一颗处理器热量释放的指标。TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文直译是“热量设计功耗”。TDP功耗是处理器的基本物理指标。它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位未W。单颗处理器的TDP值是固定的,而散热器必须保证在处理器TDP最大的时候,处理器的温度仍然在设计范围之内。 处理器的功耗:是处理器最基本的电气性能指标。根据电路的基本原理,功率(P)=电流(A)×电压(V)。所以,处理器的功耗(功率)等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。 处理器的峰值功耗:处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中,这样处理器的功耗也在变化之中。在散热措施正常的情况下(即处理器的温度始终处于设计范围之内),处理器负荷最高的时刻,其核心电压与核心电流都达到最高值,此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。 处理器的功耗与TDP 两者的关系可以用下面公式概括:

数码相机的成像原理

1.1 数码相机的成像原理 在对数码相机的特点和基本组件了解之前,下面来了解一下数码相机是如何工作的,这有利于更好地理解和掌握相机的各项关键参数,深入了解相机的性能。 当打开相机的电源开关后,主控程序芯片开始检查整个相机,确定各个部件是否处于可工作状态。如果一切正常,相机将处于待命状态;若某一部分出现故障,LCD屏上会显示一个错误信息,并使相机完全停止工作。 当用户对准拍摄目标,并将快门按下一半时,相机内的微处理器开始工作,以确定对焦距离、快门的速度和光圈的大小。当按下快门后,光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上,这种CCD/CMOS半导体器件代替了传统相机中胶卷的位置,它可将捕捉到的景物光信号转换为电信号。 此时就得到了对应于拍摄景物的电子图像,由于这时图像文件还是模拟信号,还不能被计算机识别,所以需要通过A/D(模/数转换器)转换成数字信号,然后才能以数据方式进行储存。接下来微处理器对数字信号进行压缩,并转换为特定的图像格式,常用的用于描述二维图像的文件格式包括Tag TIFF(Image File Format)、RAW(Raw data Format)、FPX(Flash Pix)、JFIF(JPEG File Interchange Format)等,最后以数字信号存在的图像文件会以指定的格式存储到内置存储器中,那么一张数码相片就完成拍摄了,此时通过LCD(液晶显示器)可以查看所拍摄到的照片。 前面只是简单介绍了其大致的过程,下面结合图1-1来详细地介绍相片成像的整个过程。 图1-1 成像原理示意图 (1)当使用数码相机拍摄景物时,景物反射的光线通过数码相机的镜头透射到CD上。 (2)当CCD曝光后,光电二极管受到光线的激发而释放出电荷,生成感光元件的电信号。 (3)CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对发光二极管产生的电流进行控制,由电流传输电路输出,CCD会将一次成像产生的电信号收集起来,统一输出到放大器。 (4)经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC,由ADC将电信号(模拟信号)转换为数字信号,数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比,这些数值其实也就是图像的数据。 (5)此时这些图像数据还不能直接生成图像,还要输出到DSP(数字信号处理器)中,在DSP中,将会对这些图像数据进行色彩校正、白平衡处理,并编码为数码相机所支持的图像格式、分辨率,然后才会被存储为图像文件。 (6)当完成上述步骤后,图像文件就会被保存到存储器上,我们就可以欣赏了。 1.2 数码相机的基本部件 无论是哪种款式的数码相机,大都包括图1-2、图1-3出示的基本组件。

汽车散热器的工作原理

汽车散热器的工作原理 为了避免发动机过热,燃烧室周围的零部件(缸套、缸盖、气门等)必须进行适当的冷却。内燃机的冷却装置有三种形式,水冷却、油冷却和空气冷却。汽车发动机冷却装置以水冷却为主,用气缸水道内的循环水冷却,把水道内受热的水引入散热器(水箱),通过风冷却后再返回到水道内。为了保证冷却效果,汽车冷却系统一般由散热器(1)、节温器(2)、水泵(3)、缸体水道(4)、缸盖水道(5)、风扇等组成。以轿车为例,散热器负责循环水的冷却,它的水管和散热片多用铝材制成,铝制水管做成扁平形状,散热片带波纹状,注重散热性能,安装方向垂直于空气流动的方向,尽量做到风阻要小,冷却效率要高。散热器里面的冷却水不是单纯的水,而是由水(符合饮用水质量)、防冻液(通常为乙二醇)和各种专门用途的防腐剂组成的混合物,也称为冷却液。这些冷却液中的防冻液含量占30%~50%,提高了液体的沸点,在一定工作压力之下,轿车冷却液的允许工作温度可达摄氏120度,超过了水的沸点且不容易蒸发。发动机是由冷却液的循环来实现的,强制冷却液循环的部件是水泵,它由曲轴皮带带动,水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却,要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候,冷却液就在发动机本身内部做小循环,当发动机温度高的时候,冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。实现冷却液做不同循环的控制部件是节温器。节温器实际上是一个阀门,其原理是利用可随温度伸缩的材料,例如石蜡或乙醚之类的材料做开关阀门,当水温高时材料膨胀顶开阀门,冷却液进行大循环,当水温低时材料收缩关闭阀门,冷却液小循环。为了提高散热器的冷却能力,在散热器后面安装风扇强制通风。以前的轿车散热器风扇是由曲轴皮带直接带动的,发动机启动它就要转,不能视发动机温度变化而变化,为了调节散热器的冷却力,要在散热器上装上活动百页窗以控制风力进入。现代轿车已经普遍使用风扇电磁离合器或者电子风扇,当水温比较低时离合器与转轴分离,风扇不动,当水温比较高时由温度传感器接通电源,使离合器与转轴接合,风扇转动。同样,电子风扇由电动机直接带动,由温度传感器控制电动机运转。这两种形式的散热器电扇运转实际上都由温度传感器控制。散热器兼作储水及散热作用,如果单纯依赖散热器,有三个缺点,一是水泵吸水一侧因压力低而容易沸腾,叶轮容易穴蚀;二是气水分离不好容易气阻;三是温度高冷却液容易沸腾逸走。因此设计师就加装了膨胀水箱,它的上下两根水管分别与散热器上部和水泵进水口联接,防止上述问题的产生。现在轿车的冷却系统比过去复杂了,主要是增加了温度控制元件,散热器风扇可随发动机温度变化而“随机应变”,冷却系统普遍采用冷却液。当然,发动机的热也是燃料所产生的能量,将其冷却实际上是一种不得已的浪费。因此人们正研究一种无需冷却的陶瓷材料做成的隔热发动机,将来一旦实现,发动机将会又小又简单。

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