电子设备热设计PPT演示文稿

合集下载

电子设备热设计第三讲

电子设备热设计第三讲
电子设备热设计第三讲
▪ 散热器冷却方式的判据
▪ 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。
▪ 自然冷却散热器表面的换热能力较弱,在散热齿表面 增加波纹不会对自然对流效果产生太大的影响,所以 建议散热齿表面不加波纹齿。
▪ 自然对流的散热器表面一般采用发黑处理,以增大散 热表面的辐射系数,强化辐射换热。
▪ 由于自然对流达到热平衡的时间较长,所以自然对流 散热器的基板及齿厚应足够,以抗击瞬时热负荷的冲 击,建议大于5mm以上。
types可由横切的方式产生各种形式的针状翅片 Limited by height-to-gap ratio and fin
thickness that can be achieved by machining 高宽比限制可高至6,使用特殊磨具设计可达10
电子设备热设计第三讲
肋片散热器的传热分析-假设
§
§① 肋片上任何一点的温度不随时间 变化;
§② 肋片材料的材质均匀,导热系数 为常数;
§③ 肋片与环境之间的对流换热表面 传热系数为常数;
§④ 周围环境流体的温度为常数; §⑤ 肋片仅在其高度方向有温度梯度; §⑥ 在肋片根部不存在接触热阻; §⑦ 肋片根部温度均匀且为常数; §⑧ 肋片内部无热源; §⑨ 忽略肋端面和侧面的对流换热。
➢采用针状齿的设计方式,增加流体的扰动,提高散热 齿间的对流换热系数。
➢当风速大于1m/s(200CFM)时,可完全忽略浮升力对 表面换热的影响。

电子组装工艺和设备第二章电子设备的热设计第1节概述-PPT文档资料

电子组装工艺和设备第二章电子设备的热设计第1节概述-PPT文档资料

对流换热量的计算关系为:
Q t t F tF w f
Q—对流换热量;
tw、tf—壁面和流体的平均温度; F—换热面积,; α —平均对流换热系数,它表示当流体和 壁面的温度差为1℃时,在单位时间内单 位壁面面积和流体交换的热量,它的大小 说明对流换热的强弱。
将上式改写成
在流体和平板的温度不随时间变化 的情况下,整个的传热过程如下: 左边的热流体将热量首先传递给左 侧板面,然后此热量由左侧板面传递 给右侧板面,最后同一热量又由右侧 板面传递给冷流体,可以看作是一个 对流换热-导热-对流换热的综合过程, 从而实现了热量从热流体通过间壁传 递给冷流体的过程。
从热流体到左侧壁面的热传递属于对流换 热过程,其传递的热量为
热设计定义 就是根据传热学的基本原理,采取各种 散热手段,使设备的工作温度不超过其极 限温度,从而保证电子设备在预定的环境 条件下稳定可靠地工作。
热设计分类 按传热机理: 自然冷却 强迫冷却 液体冷却 蒸发冷却

冷却方法的选择 依据:热流密度、表面散热功率系数、 体积发热功率系数 热流密度:单位面积(1平方米)的截面内 单位时间(1秒)通过的热量。 表面散热功率系数:单位面积内所能散发 出去的功率大小。 体积发热功率系数:单位体积内发热功率 的大小。
KF F F 2 F 1
即它是三个热阻的串联, 热流体的对流换热热阻1/(1F); 平壁的导热热δ /(λ F); 冷流体的对流换热热阻1/(2F)
热的传递方式
热是物体的内能,称为热能。哪里有 温度差,哪里就有换热现象,就有热 量传递。热量总是自发地由高温物体 传向低温物体。 热能的传递方式主要有三种:热传导、 对流换热、辐射换热。

最新MotorCAD-Tianyuan电机热设计PPT教学讲义PPT

最新MotorCAD-Tianyuan电机热设计PPT教学讲义PPT
• 其特征性临床表现包括步态性共济失调、复视、 感觉障碍和构音障碍。其他非特异性的症状包括 眩晕、恶心、耳鸣、听力下降、认知功能障碍、 味觉障碍、假性延髓性麻痹、动作性震颤、眼球 震颤、痉挛性轻瘫、吞咽困难、额叶释放征等。
• 患者无体重减轻、发热、假性脑膜炎、淋巴结肿 大、葡萄膜炎、皮疹、关节炎、口腔或生殖器溃 疡等全身或局部症状。
6
主要内容
电机类型选择 几何参数设置 物理属性设置
仿真计算结果 电机参数化分析
7
几何参数设置
MotorCAD关于电机的几何参数设置主要包括两个部分:电机本体的
几何参数及绕组的几何参数。
8
电机本体参数设置
MotorCAD的参数输入非常简便,只需输入相关的几何尺寸,如电
机轴向参数、径向参数等,无需手动建模,非常适合工程实际使用
12
冷却方式
MotorCAD提供多种冷却方式,包括自然对流、强迫风冷、风道通风 、水套、内水冷、潜水、喷洒冷却等。
13
损耗
主要包括铜损、铁损、机械摩擦损耗等。可进行损耗分布设置。
14
材料属性设置
材料的属性设置包括热导率、比热、密度等参数,MotorCAD自带丰 富的材料库,可从材料库中直接选择材料参数。
26
参数化分析结果
27
绕组平均温度随槽数的变化曲线
28
精确的计算结果
阿尔斯通针对某型电机的温度仿真
29
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Thank you !
30
CLIPPERS综合征
孙翠梅
概述
• 类固醇激素反应性慢性淋巴细胞性炎症伴脑桥血 管周围强化症(chronic lymphocytic inflammation with pontine perivascular enhancement responsive to steroids,CLIPPERS)是指在脑桥、 中脑及小脑血管周围以淋巴细胞浸润为主、对类 固醇激素治疗有效的慢性炎性疾病。

电子设备热控制技术西安电子科技大学五星-PPT精品

电子设备热控制技术西安电子科技大学五星-PPT精品

(w)

hc1 k t f1
tw2
hc2 tf2

tw1
A2

A1
传 热
t f1
tw1
tw2
tf2
tf 1tf 2 hc11A1kA1hc21A2
肋效率:

thml
ml
热阻
导热热阻 对流热阻 辐射热阻 接触传热
Rt k A (CW )
Rt hc 1A (CW)
R 1
t222kacbm 1sinm m2 (db)
t322ka 2m d 1n 1m sn i[n n m (d (cb ))s2 im (n n a (c b ))2]
2a--热源宽度,2b--窄条宽度,l--窄条长度 2d—窄条热源长度,2c—短条长度
辐射换热的基本定律
普朗克定律
四次方定律
基尔霍夫定律 实际物体的辐射和吸收
黑体的辐射
角系数
交叉线法
交叉线之 不 和交叉线之
F12
2表面 1断面的长度
有效辐射
Er1
E1
1
( 1
1
1)r1
平行平板间的辐射换热
12 5.67 xA t[1 (T 10 )4 0(1 T 20 )4]0
减小接触热阻的方法
在接触表面涂一薄层导热脂(膏) 加一薄紫铜片或延展好的高导热系数材料
提高界面间的接触压力 20N0 cm 2
加低熔点合金(铟合金)
导热的数值分析
有限差分法 有限元素法
有限差分法求解步骤
(1)构成差分格式
(2)讨论与该差分格式对应的线形代数方程 解的唯一性 (3)求解代数方程组,得到区域内的温度分布

开关电源的热设计PPT课件

开关电源的热设计PPT课件

Q KA TK L
R
L KA
• K-热导率
• A-截面积
散热设计
• L-导热路径长度 第12页/共43页
12
各种材料的热导率 材(W 料 /cm·铝ºC) 纯铜
热导率K
1.55
3.98

三氧化二

0.59
0.36
材料
塑料

空气
硅脂
热导率K
0.005
0.0067 0.00026 0.002
散热设计
接触热阻R(C-S) (oC/W)
加硅脂
无硅脂
0.24
0.33
0.28-0.30
0.30-0.32
0.4
0.8
0.60-0.61 0.97-1.04
0.30-0.31 0.65-0.68
0.5
0.46-0.49 1.00-1.16
散热设计
15
第15页/共43页
散热设计
RθJC Rsolder1
RDBC Rsolder2 Rheat-sink
3. 水冷式散热 器
对流换热系数为(2000) X 4.18 X 103 J/h.m2.K 是自冷式散热 器效率的150-300倍. 常用于额定电流在500A以上的器件中. 需解决好水质和凝露问题.
4. 沸腾式散热 器
5. 热管散热器
对流换热系数为(3000 -7000) X 4.18 X 103 J/h.m2.K 其等效 导热率相当于同几何尺寸实心铜导热率的380倍.
散热设计
1. 器件功耗 (1) 开关损耗 PS
(2) 通态损耗 PON
PS
UdIM 2
(ton
toff ) fS

电子产品热设计与工程案例分析PPT课件

电子产品热设计与工程案例分析PPT课件
解决热阻的办法,两方面入手: ➢ 控制电子元器件的内热阻 ➢ 控制电子元器件或整机设备的外热阻。
1.2 热源与热阻
热阻定义:Biblioteka RtT Q( K/W)
外热阻的控制方式: (1)散热
利用空气或液体作为冷却介质,靠自然对流或强制对流方式,带走耗热。 (2)制冷
利用热电冷却、固体升华过程吸热、液氮蒸发过程吸热等方式进行制冷,使设备工作环境温度低于 周围环境温度。 (3)恒温
图中Eb1和Eb2分别代表同温度下的表面1和表面2的黑体辐射力;J1和J2分别为表面1和表面2的有效辐射。
应用例:芯片封装
热阻的电网络模拟 从晶片传到外壳经过5个环节 • 晶片的热阻; • 晶片粘接剂(导热胶)热阻 • 基底(substrate)的热阻 • 基底粘接剂(焊锡)热阻 • 封装(package)的热阻
• 定义3——利用热传递特性,针对耗热对象,采用合适的结构设计和冷却技术,对其温升进行控制, 保证其正常、可靠工作。
1.1 准确认识热设计
➢ 热设计分科界定
(1)热设计(热结构) 在所处环境下,合理设计热传递结构、冷却方法,保障设备内所有元器件不超过最高允
许温度。
(2)热分析(热模拟) 利用数理模型,或通过计算机模拟,在设计阶段获得温度分布,预先发现产品的热缺陷,
自然对流
Nu c(GrPr)n
强迫对流
Rt
1
A
Nu cRemPrn
几个准则数的计算公式及物理意义:
努塞尔数: 雷诺数:
普朗特数: 格拉晓夫数:
Nu
L
对流换热 导热
Re
uL
惯性力 粘性力
Pr
cp
动量扩散 热量扩散
Gr

第二讲电子设备热设计方法

第二讲电子设备热设计方法

h1 h2
单位热阻或面积热阻
传热系数[Wm2K,] 是表征传热过程强烈程度的标尺,
不是物性参数,与过程有关。
33
热电模拟
热电模拟网络
利用热电模拟的概念,可以解决稳态和瞬态的 传热计算。恒温热源等效于理想的恒压源。恒 定的热流源等效为理想的电流源。导热、对流 和辐射换热的区域均可用热阻来处理。热沉等 效于“接地”,所有的热源和热回路均与其相 连接,形成热电模拟网络。
b. 强迫冷却(包括强迫风冷和强迫液体冷却等) c. 蒸发冷却 d. 热电致冷 e. 热管传热
38
f. 其它冷却方法
❖ 冷却方式的选择方法
➢ 确定冷却方法的原则
在所有的冷却方法中应优先考虑自然冷却,只有在自然冷却无法满 足散热要求时,才考虑其它冷却。
➢ 冷却方式的选择方法1:根据温升在40℃条件下各种冷却方式的热流
26
T1
T2
T14
T
4 2
q1 2(T14T24)
图 两黑体表面间的辐射换热
27
辐射换热计算方程
两物体表面之间的辐射换热计算公式为:
5.67AF12xt
xt
1
1 1
1
1T 01041T 0204
1 2
式中: T1、 T2 —— 物体1和物体2表面的绝对温度, K; ε1、 ε2 —— 物体1和物体2的表面黑度; εxt —— 系统黑度; A —— 物体辐射换热表面积, m2;
Δt —— 换热表面与流体的温差, ℃。
18
二、自然对流换热的简化计算
对在海平面采用空气自然冷却的多数电子元器 件或小型设备(任意方向的尺寸小于600mm),可以 采用以下简化公式进行计算
/ A 2.5Ct1.25 / D0.25
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

的密封垫界面接触形成密封结构;搭接界面,以
密封垫密封印制电路板端边的外表面,如图所示;
将有通道的印制电路板重叠在一起,四角用四个
螺栓夹紧,印制电路板之间用。O形密封圈进行密
封,如图所示。
3.
15
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却 2.通风管道压力损失及结构设计
通风系统压力损失包括沿程阻力损失和局部 阻力损失两种。 沿程阻力是由气流相互运动产生的阻力及气 流与系统(或管道内壁)的摩擦所引起的损失。 局部阻力损失是气流方向发生变化或管道截 面发生突变引起的损失。
阻较பைடு நூலகம்的情况。
5.
由于热空气的密度较小,具有浮升力,因此
抽风机一般都安装在机柜顶部或上侧面,出风口
面向设备周围的大气。
6
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. (2)整机抽风冷却 • 当各单元有热敏元件时,就需要有专用的抽风管
道。此时,上下各单元互不通气,如图(b)所示。 为防止灰尘吸人,可在进风口处装滤尘装置。
和辐射,传给盒壁,再由盒壁传到冷却空气,如 图所示。
4.
印制电路板上的电子元件安装高度相差比较
大时,应保证最高元件与屏蔽盒内壁之间的间隙
不小于23mm,否则将影响盒子内部的自然对流。
5.
11
外部对流
PCB
内部对流
外部辐射
内部辐射
12
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却 在一些电子设备中,存在大、中功率的集中热源 或功率密度很高的组装部件。如宽频带发射机的 发射管,其单个耗散功率都在千瓦以上;又如在 计算机等一些高组装密度的电子设备中,每块印 制电路板上整齐地安装了许多集成电路组件,虽 然各元件的功耗不大,但因集成度高,功率密度 也很高。对上述两种情况的散热,用自然对流散 热的方式难于满足要求,大多采用强迫空气冷却 的方法来实现控制设备温升的目的。
无鼓风管道两种形式。
4. 整机鼓风的特点是风压大,风量比较集
中。整机鼓风冷却通常用在单元内热量分布 不均匀,各单元需要专门风道冷却,风阻较 大,元件较多的情况下。
5. 整机鼓风冷却建议采用有风管的形式,
这样便于控制各单元的风量。
9
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. 一般在强迫风冷时,辐射与自然对流散
空气入口
整机抽风冷却
5
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式
2. (2)整机抽风冷却
3.
抽风冷却主要适用于热量比较分散的整机或
机箱。热量经专门的风道直接排到设备周围的大
气中。
4.
抽风的特点是风量大,风压小,各部分风量
比较均匀。因此,整机抽风冷却常用在机柜中各
单元热量分布比较均匀,各元件需冷却表面的风
无鼓风管道两种形式。
4. 整机鼓风的特点是风压大,风量比较集
中。整机鼓风冷却通常用在单元内热量分布 不均匀,各单元需要专门风道冷却,风阻较 大,元件较多的情况下。
5. 整机鼓风冷却建议采用有风管的形式,
这样便于控制各单元的风量。
8
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. (3)整机鼓风冷却 3. 整机鼓风冷却也可以分为有鼓风管道和
2. 有的电子设备,强迫通风时潮湿空气将影响印
制电路板的电气性能。因此,它们的技术条件规 定,不允许冷却空气直接与电子元器件或电子线 路接触,冷却空气通过由电子机箱壁形成的热交 换器,或通过由印制电路板背靠背形成的空心冷 却空气通道,如图所示。
3.
印制电路板用金属板或导热条作为导热材料,
这样可以缩短从电子元件至冷却空气的热流路径
16
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却 2.通风管道压力损失及结构设计
沿程阻力 适当缩短管道长度,增加管道直径 局部阻力损失
17
1.5 0.5
0.05
0.1 3 0.15
18
电子设备热设计
1
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. (1)单个电子元器件的强迫空气冷却 3. 在整机机柜中只有单个电子器件需要冷却时,
例如雷达发射机中的大功率磁控管、行波管、 调制管、阻尼二极管等需要集中风冷,其散热 计算可以根据发热器件结构形状和气流流动方 向与发热器件的相应关系,实际工程中常常利 用实验的方法确定其散热形式。
• 当机柜中部或顶部各单元需要风冷,但没有热
敏元件时,可不采用专用抽风管道的形式。为了 便于气流流通,机柜底板以及中层各底板均需要 开孔,开槽。为防止气流短路,只允许在机柜底 侧开百叶窗或通风孔等。
7
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. (3)整机鼓风冷却 3. 整机鼓风冷却也可以分为有鼓风管道和
长度,减小元件的温升。印制电路板上元件的引
线不宜伸人空心通道,以免增加风阻。
13
进风道
PCB
出风道
插座
底板
引线处
14
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式
2.
空心印制电路板风冷设计的主要问题是密封。
要保证冷却空气不从印制电路板通道上泄露,有
三种常用的密封方法:锥形印制电路板边缘与软
热量约占总散热量的10%左右。
3.
10
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. 一些大型电子设备(如计算机、载波通讯机等),
采用了大量的印制电路板。
3. 为了提高电子线路对电磁干扰的屏蔽能力,常
常把印制电路板装在一个用金属板件制成的密封
小盒内,元件产生的热量通过盒内的对流、导热
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. (1)整机抽风冷却 3. 整机的抽风可分为有风管和无风管两
种形式,如图
4. 抽风机可以装在机柜的后侧,也可以
放在机柜的两侧,视具体情况而定。风道 口的大小可根据每个分机或插箱的发热量 来确定。
4
抽风机
空气出口
抽风机 空气出口
密封机柜
空气入口
2
电子设备热设计
电子设备的强迫空气冷却
1. 强迫空气冷却的基本形式 2. (1)单个电子元器件的强迫空气冷却 3. 为了提高冷却效果,一般要设计一个
专用风道,把发热器件装入风道内。气流 沿发热器件轴线流动,因为有风道,为保 证气流在环行间隙通道中呈湍流状态,必 须设计一个比较适合的间隙。
3
电子设备热设计
相关文档
最新文档