散热基础知识介绍
散热器基础知识云集
低碳钢散热器十大品牌价格基础知识云集1、金旗舰散热器按最长环路,室内管道的摩阻和局部阻力,每米管长,按200-250Pa/M估算；2、机械循环热水采暖系统，摩擦阻力损失占50%，局部阻力损失占50%；3、换热器按0.1-0.15MPa估算；4、设计裕量:10-20%。
1MPa=10KGF/CM2=100MH2O 1MMH2O=10Pa26、循环水泵如何选择?应根据计算所得的水量G及总循环阻力H来选择水泵.与外网连接的系统应换算外网在本楼接口处的供回水压差，是否够用(城市热网一般预留压差≥5MH2O)。
27、金旗舰散热器的工作压力定多少是合适的?我国暖通空调设计规范规定,采暖系统高度超过50M时就应分区设置.这时系统的静压约为55MH2O。
而采暖系统的动压(推动水循环，包括换热器等)约为20M-30M H2O,动压和静压的总和约为70-90MH2O(即0.7-0.9MPa)。
所以散热器的工作压力取1.0MPa 已够用了。
关于个别城市热网直连的情况可作特殊处理。
28、系统运行前的压力测试如何进行?在系统或系数的某部分投入运行前,必须对其进行压力测试.首先,所测系统应排出空气并充满处理过的水，然后用泵将压力升到至少为工作压力的1.5倍。
这一压力应该至少保持10分钟，压力下降不超过0.02 Mpa才为合格，在压力测试过程中，应对接头，连接处和设备进行目测检查以确保无泄漏。
测试人员应进行记录，该记录应包括时间、地点、观测设备以及测试的初始和终了压力等信息，也应包括注意到的可能渗漏.最后测试人员在测试记录上签字。
具体测点位置及系统试压的压力值均应按施工验收规范要求确定。
29、热水供暖系统设计应强调哪些问题?应从以下6方面考虑：1、必须保证满水条件下的闭式循环,最好实现密闭式热水采暖系统；2、必须强调供暖水质的处理及控制；3、必须保证有足够的水量,足够的资用压头；4、必须有良好的排气,保证水循环畅通；5、必须考虑水力平衡,保证各组散热器均能通水；6、对较长的直管段,必须考虑热补偿。
散热器基础知识手册.doc
散热器基础知识手册目录一、风扇结构二、风扇技术术语三、散热片材质介绍四、热管介绍五、测试篇章六、超频篇章七、CPU技术简介八、CPU ROADMAP九、导热膏第一章、风扇结构（工作原理）CPU散热器又称为CPU冷却器，英文名称CPU COOLER，它是针对CPU而设计的散热器装臵，其目的是通过CPU散热器的运作，将CPU之热能散发掉，以达到降低温度的效果。
它通过散热片迅速将CPU之热能传导出去，再借由风扇将其热量强制吹走。
1.1风扇的分类散热风扇是利用旋转叶片与气体的相互作用来压缩与输送气体的，其本体主要由转子和定子组成。
散热风扇一般分以下三类：1.1.1轴流式风扇：气流出口方向与叶片转动方向相同，在轴向剖面上，气流在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流动。
1.1.2 离心式风扇：利用离心力作用实现气体输送，扇叶在电机的驱动下高速旋转，使充满叶片间的气体沿着叶片向外甩出，在蜗壳内将动能转换成压力能后从出风口排出。
在轴向剖面上，气流沿着半径方向流动。
1.1.3 混流式风扇：气流沿轴向进入叶轮后，近似地沿着锥面流动，气流方向界于离心式与轴流式之间。
1.2风扇的基本结构一般的风冷散热器使用的主要是轴流式风扇，我们以它为例加以说明。
轴流式风扇可分为两部分1.2.1转子：包括扇叶（含磁框）、轴芯、油圈及卡簧等1.2.2 定子：包括电机、轴承、扇框等。
1.3风扇运转的基本原理根据安培右手法则，导体通过电流，周围会产生磁场，若将此导体臵于另一固定磁场中，则会产生吸力或斥力，造成物体移动。
依据此原理，在直流风扇的扇叶底部，事先安装一个充有磁性的橡皮胶磁铁。
环绕着矽钢片，轴心部分缠绕两组线圈，并使用霍尔感应元件作为同步侦测装臵，控制一组电路，该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流工作。
矽钢片产生不同磁极，此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。
当吸斥力大于风扇的静摩擦力时，扇叶自然转动，由于霍尔感应元件提供同步信号，扇叶因此得以持续运转，至于其运转方向，可依右手法则而定。
冷却塔基本知识介绍
• 标准设计工况
冷却塔性能参数
标准设计
塔型
P型
D型
C型
G型
进水温度℃
37
37
37
43
出水温度℃
32
32
32
33
设计温差℃
5
5
5
10
湿球温度℃
28
28
28
28
干球温度℃ 31.5
31.5
31.5
31.5
大气压力kpa
99.4
冷却塔性能参数
• 名义冷却流量：标准设计工况下的进塔水量（m3/h）。 • 耗电比：电动机实际消耗的有功功率与冷却水流量的比值。国标规定：G型塔的实际耗电比为不大
冷却原理--干球温度和湿球温度
• 干湿球温度是冷却塔设计中的主要气象参数。测定空气温度时，常用玻璃棒水银温 度计，其感热部分直接露在外部，测得的温度称空气干球温度。
• 湿球温度是在温度计水银球上包一层湿纱布，空气与水银球不直接接触测得的温度。
冷却原理--水的冷却过程
• 在冷却塔中水的冷却过程由水温t、空气的干球温度θ、湿球温度τ决定。单位面 积，单位时间的传导散热量为qα，蒸发散热量为qβ。可分为下图所示的四种传热 情况。
冷却塔基本组成--配水系统
• 配水系统的作用在于把热水均匀的分布于整个填料的表面上，以充分发挥填料的作 用。分为：管式 (固定式，旋转式)、槽式和池式
冷却塔基本组成--配水系统
喷头
旋转布水头
冷却塔基本组成--其他设备 • 其他设备：检修门、检修梯、通道、避雷装置、减震器、电加热器等。
冷却原理--散热分类
• 横流与逆流的选择 • 出口温度的影响 • 湿球温度的影响
元器件热设计：热阻和散热的基础知识
元器件热设计：热阻和散热的基础知识现在让我们进入热设计相关的技术话题。
热设计所需的知识涵盖了广泛的领域。
首先介绍一下至少需要了解的热阻和散热基础知识。
什么是热阻热阻是表示热量传递难易程度的数值。
是任意两点之间的温度差除以两点之间流动的热流量（单位时间内流动的热量）而获得的值。
热阻值高意味着热量难以传递，而热阻值低意味着热量易于传递。
热阻的符号为Rth和θ。
Rth来源于热阻的英文表达“thermal resistance”。
单位是℃/W（K/W）。
热欧姆定律可以用与电阻几乎相同的思路来考虑热阻，并且可以以与欧姆定律相同的方式来处理热计算的基本公式。
因此，就像可以通过R×I来求出电位差⊿V一样，可以通过Rth ×P来求出温度差⊿T。
关键要点:・热阻是表示热量传递难易程度的数值。
・热阻的符号为Rth和θ，单位为℃/W（K/W）。
・可以用与电阻大致相同的思路来考虑热阻。
热量通过物体和空间传递。
传递是指热量从热源转移到他处。
三种热传递形式热传递主要有三种形式：传导、对流和辐射。
・传导：由热能引起的分子运动被传播到相邻分子。
・对流：通过空气和水等流体进行的热转移・辐射：通过电磁波释放热能散热路径产生的热量通过传导、对流和辐射的方式经由各种路径逸出到大气中。
由于我们的主题是“半导体元器件的热设计”，因此在这里将以安装在印刷电路板上的IC为例进行说明。
热源是IC芯片。
该热量会传导至封装、引线框架、焊盘和印刷电路板。
热量通过对流和辐射从印刷电路板和IC封装表面传递到大气中。
可以使用热阻表示如下：上图右上方的IC截面图中，每个部分的颜色与电路网圆圈的颜色相匹配（例如芯片为红色）。
芯片温度TJ通过电路网中所示的热阻达到环境温度TA。
采用表面安装的方式安装在印刷电路板（PCB）上时，红色虚线包围的路径是主要的散热路径。
具体而言，热量从芯片经由键合材料（芯片与背面露出框架之间的粘接剂）传导至背面框架（焊盘），然后通过印刷电路板上的焊料传导至印刷电路板。
散热器采暖系统安装基础知识
散热器采暖系统安装基础知识什么是采暖系统？散热器采暖系统：以壁挂炉为热源的散热器系统一般采用单管跨越式、并联式、章鱼式（前两种应用较多），供回水管道为地下直埋。
各房间散热器可安装温控阀，如与室内温控器配合则可以达到明显的节能效果。
散热器的连接方式：1.单管串联式：单管室内采暖系统不能单独调节每个散热器的流量，在实际中应尽力避免采用这种连接方法。
2.串联跨跃管式：跨越管单管室内采暖系统是针对单管系统无法调节的弊病设计的，有专用的阀门，可以调节每个散热器的流量。
3.同程并联式：每个散热器中的水流都经过相同的管道长度。
所以，对每个散热器中的水流量水力平衡的调节更加简单。
如果散热器可以被安装成一个环路，所用管道的长度和双管异程系统是等长的。
4.异程并联式：这种管网系统上，每个散热器上，都需要安装水力平衡阀门，对不同散热器上的水循环进行水力平衡的调节。
以避免在离水泵较近的散热器水流量大，而较远的散热器水流量小的问题。
5.章鱼式连接主要特点：节能：一对一供热，单组使用加热的水量比较少，循环快。
全开时所用管径比较小，热水循环次数快，热交换次高；安全：地面无任何接口连接，无漏水隐患；均热：单管供暖，分水器流量调节,各组升温一制；使用双管系统应注意：由于散热器与壁挂炉之间呈并联关系会出现水力失调现象。
在系统中应利用相应的平衡手段对系统进行水力平衡。
最简单的做法是利用安装在散热器出口处的截止阀，将距离壁挂炉近的散热器上的截止阀适当关小。
较远散热器上的截止阀适当开大，经反复几次调节后可使每个散热器流过相同的流量。
暖气片安装位置及注意事项：1、最佳的安装位置为窗户底部或者冷墙壁上（见左下图）。
虽然这样做会增加房间的热量损失，但是这样能够使热量在室内的分布更加均匀，使室内更加舒适(散热器安装位置对室内温度的影响分布的影响见右下图)。
2、连接方法的选择：散热器的进、出口成对角线时，它的散热效果最佳。
当散热器长度小于1米时，它的进、出口也可以在同侧安装。
铸铝散热器基础知识培训稿
• •
由于铝的导热性好，因此与钢制、铸铁相比， 升温快、自身耗热低、供热面积大，具有高效 节能的特点。 价格适中。虽然铸铝散热器单片价格看起来不 便宜，但由于其散热性好，一片即满足1-3平方 米的取暖要求，因此价格基本与合资钢制产品 的价格相当，比进口钢制的则要便宜得多。
• 2、劣势： • 铸铝散热器的弱点在于其款式和色彩远没 有钢制散热器那么丰富，颜色基本为白色， 也不能做成异型，对那些个性化要求比较 高的消费者来说不太适合。 • 应用的水质PH值不能超过12：铝制散热器 不能用于直供加碱的锅炉供热系统，这类 供热系统内部循环水的PH值过高，散热器 寿命有很大的影响。
铜铝复合散热器
• 铜铝复合散热器，多数是铜管外套接多层铝制散 热片，上部加一层薄金属盖板，喷涂上各种色彩。 铜铝复合散热器是根据国内供水系统设计的，都 是国内品牌厂家供应市场， • 手工工艺生产，其很难流水化成批量机械设备生 产。 • 目前，我们有产品投放市场。
铜铝复合散热器
• 纯铜做散热管的散热器，市场上并不多。多数是铜管外焊 接多层铝制散热片，外边再加一层薄金属面板，上边喷涂 上各种色彩。这种铜铝复合散热器是由于中国特殊的采暖 环境形成的一种特殊产品形式，该类产品都是国产品牌， 由于生产工艺是全手工作业，工艺简单，很难形成工厂化 批量生产，加之生产中铜管的材质纯度差异、紫铜管水道 的直径，壁厚差异太大，价格也存在较大的反差。
铸
铝
散
热
器
培训教材
散热器加热原理
散热器产品为热压 上部送出热空气 力循环系统取暖设 备，产品长期依赖 系统热媒提供的热 辐射 : 冷空气 量，以传导、辐射、 对流等各种方式， 与房间内的空气热 接触空气 传导 量交换，使环境达 到人居住适宜的温 度，达到取暖的目 全空间空气 对流: 吸入冷空气 的。
散热器工作原理
散热器工作原理散热器是一种用于散热的设备，广泛应用于电子产品、汽车发动机等领域。
散热器的工作原理是利用传热原理将热量从热源传递到冷却介质中，从而降低热源的温度。
下面将详细介绍散热器的工作原理。
一、传热原理1.1 导热散热器中的热源通过导热材料传递热量到散热器表面，通常使用的导热材料有铜、铝等金属。
1.2 对流散热器表面的热量通过对流传递到空气中，空气的流动会带走热量，从而降低散热器表面的温度。
1.3 辐射散热器表面的热量还会通过辐射传递到周围环境中，这是一种无需介质的传热方式。
二、散热器结构2.1 散热片散热器中最重要的部份就是散热片，它是热源和冷却介质之间传热的关键部份，通常采用铝合金制成。
2.2 冷却风扇为了增加对流传热效果，散热器通常会配备冷却风扇，通过风扇的转动，增加空气的流动速度，提高散热效率。
2.3 散热管一些高性能的散热器还会采用散热管来增加传热效率，散热管内部通常充满导热介质，能够快速传递热量。
三、散热器的应用3.1 电子产品散热器在电子产品中的应用非常广泛，如计算机、手机等，通过散热器将设备内部产生的热量散发出去，保持设备的正常运行。
3.2 汽车发动机汽车发动机工作时会产生大量热量，散热器的作用就是将这些热量散发出去，保持发动机的正常工作温度，防止过热损坏。
3.3 工业设备在一些工业设备中也会使用散热器来降低设备的工作温度，保证设备的正常运行。
四、散热器的优化4.1 散热片设计优化散热片的设计可以增加表面积，提高传热效率，同时减小阻力，降低能耗。
4.2 冷却风扇选型选择合适的冷却风扇可以保证空气流动速度和散热效果的平衡，提高散热器的整体性能。
4.3 散热器材料选择合适的散热器材料可以提高散热效率，延长散热器的使用寿命，减少维护成本。
五、散热器的发展趋势5.1 高效散热技术随着科技的发展，散热器的传热效率将会不断提高，可以更好地满足高性能设备的散热需求。
5.2 绿色环保未来的散热器将更加注重节能环保，采用更环保的材料和设计，减少能源消耗和环境污染。
1.4《保温和散热》(教案)五年级上册科学人教版
1.4《保温和散热》（教案）五年级上册科学人教版一、课程基本信息1.课程名称：《保温和散热》2.教学年级和班级：五年级上册科学3.授课时间：2022年9月15日，上午第二节4.教学时数：45分钟二、教学目标1.知识与技能：让学生了解保温与散热的概念，掌握常见保温与散热的方法，能够运用保温与散热原理解决实际问题。
2.过程与方法：通过实验和观察，培养学生的观察能力和动手操作能力。
3.情感态度与价值观：培养学生对科学的兴趣，培养学生的环保意识。
三、教学内容1.保温与散热的概念2.常见保温与散热的方法3.保温与散热原理的应用四、教学重点与难点1.教学重点：保温与散热的概念，常见保温与散热的方法。
2.教学难点：保温与散热原理的应用。
五、教学过程1.导入：通过一个生活中的实例，引发学生对保温与散热的兴趣。
2.讲解：详细讲解保温与散热的概念，以及常见保温与散热的方法。
3.实验：通过实验，让学生直观地感受保温与散热的效果。
4.讨论：引导学生运用保温与散热原理解决实际问题。
5.总结：对本节课的内容进行总结，强调重点，解答学生的疑问。
六、课后作业1.结合本节课的内容，让学生举例说明生活中常见的保温与散热的方法。
2.让学生运用保温与散热原理，设计一个保温或散热的装置。
七、教学反思本节课通过讲解和实验，让学生了解了保温与散热的概念，掌握了常见保温与散热的方法，能够运用保温与散热原理解决实际问题。
在教学过程中，要注意引导学生积极参与，培养学生的观察能力和动手操作能力。
同时，要注重培养学生的环保意识，让学生认识到保温与散热的重要性。
二、核心素养目标1. 培养学生的科学探究能力：通过观察、实验、分析等方式，引导学生主动探索保温与散热的原理，提高学生的科学探究能力。
2. 培养学生的创新思维：鼓励学生提出不同的保温与散热方法，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3. 培养学生的环保意识：通过学习保温与散热原理，让学生认识到节能减排的重要性，培养学生的环保意识。
风扇基础知识集锦
风扇基础知识集锦(供收藏用)空气量送风机单位时间吸入的空气流量称为空气量(Air volume，Air quantity)，通常以Q(m*3/min)为气体量在吸入空气时特称为空气量，风扇的场合又称风量。
(Capacity) 气体依其压力、温度而改变体积，所以提到吐出空气量时，一定要注记该场所的压力和温度，故称吸入空气量。
＊标准状态空气：温度20°C、大气压760mmHg，湿度65%的潮湿空气为标准空气，此时单位体积空气的重量(又称比重量)为L2Kg/m*3＊基准状态空气：温度O°C、大气压760mmHg、湿度0%的潮湿空气为标准空气，此时单位体积空气的重量(又称比重量)为1.293Kg/m*3。
以Nm*3/min表示。
充磁极数与风扇转速、消耗电流之关系充磁极数与风扇转速：极数多代表磁场变化速度快，磁场变化速度快代表频率增加，频率增一方面提高硅钢片能量转换效率，使相同电流值能作较多的功，得到较高转速，所以，转速与极数系成正比关系。
另外，因为频率增加使电感(线圈)阻抗值增加原先低极数时绕圈数过少，但空间已饱和，而电流犹嫌太高者，现在因阻抗值增加，得以因此降低电流。
AC风扇运转原理、DC风扇运转原理叶片数与风量：当转速已达极限，若要增加风量，唯有改变扇叶角度或增加叶片扇叶与风量成正比关系。
消耗功率与风量：理想的设计是风量大耗电少，但一般来说，当效率达到一定程度时，风量与消耗电流成正比。
转速与风量：转速愈快单位时间吹出的风量多，故风量与转速成正比。
静压与风量：由博伊尔定律知，Pl．V1=P2．V2，所以风量与静压成反比。
温度与风量：由查理定律知，当压力固定的情况下，V1/T1=V2/T2，所以温度愈高空气体积愈大、密度愈低、重量愈经，故风扇风阻小，在相同消耗功率情况下，风量增加。
湿度与风量：空气湿度愈大水份愈多，因水的比重比空气大故湿度愈高空气愈重，风量自然较少。
橡胶磁铁充磁强度与风量：橡胶磁铁充磁愈强则斥吸力愈大，转速加快，风量较高。
LED及ESD防护介绍
01
市场需求结构
02
趋势预测
03
技术创新推动市场增长
LED市场现状与趋势
智能化与个性化需求提升
产业政策支持与环保要求提高
LED技术的创新与突破方向
降低成本与能耗 实现智能化与个性化应用需求
提高发光效率与亮度 开发新型封装材料与工艺
感谢您ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ观看
THANKS
LED照明设计应采用专业软件进行配光设计，以实现合理的光分布和避免眩光。
LED照明设计应考虑灯具的外观、散热结构、防护等级等因素，以满足不同场合的 使用需求。
LED在室内照明中的应用
LED在室内照明中广泛应用于各 种场所，如家庭、办公室、商场
等。
LED室内照明灯具包括吊灯、吸 顶灯、壁灯、台灯等，可根据不
led及esd防护介绍
2023-11-08
目录
• LED基础知识 • ESD（静电放电）防护 • LED散热管理 • LED照明设计与应用 • LED产业发展与趋势
01
LED基础知识
LED的定义及发光原理
LED是发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态 半导体器件。
LED的发光原理是基于半导体PN结的注入、复合和辐射过程 。当电流通过LED时，电子和空穴在PN结处相遇并释放出能 量，以光子的形式辐射出去。
LED在照明领域也得到了广泛应用，如室内外照明 、交通信号灯、汽车照明等。
LED在其他领域也有着广泛的应用，如医疗设备、 电子元器件等。
02
ESD（静电放电）防护
ESD的产生及对LED的影响
ESD的产生
ESD是静电放电的现象，主要由于摩擦、接触、感应等原因产生。在日常生活 中，如衣物摩擦、静电场等都可能产生ESD。
CFD散热基础知识介绍
CFD散热基础知识介绍人们对手机等电子产品的依赖程度越来越高，长时间用手机聊天、看影视剧、玩游戏，往往会导致手机迅速发热，而手机类电子产品发热温升超过10度，性能往往会下降50%以上，并且手机类电子产品发热严重会导致手机重启或者爆炸等意外事故的发生。
如何更好提升手机的散热性能并且预防上述意外事故的发生，需要借助CFD手段在手机类电子产品的研发阶段就“把好关”。
那么，CFD软件如何在手机类电子产品中产生作用？1电子热设计基础理论1热传递的方式热量传递的基本规律是热量从高温区域向低温区域传递，热量的传递方式主要包括三种：传导、对流、辐射。
•传导传导是由于动能从一个分子转移到另一个分子而引起的热传递。
传导可以在固体、液体或气体中发生，它是在不透明固体中发生传热的唯一形式。
对于电子设备，传导是一种非常重要的传热方式。
利用传导进行散热的方法有：增大接触面积，选择导热系数大的材料，缩短热流通路，提高接触面的表面质量，在接触面填导热脂或加导热垫，接触压力均匀等。
•对流对流是固体表面和流体表面间传热的主要方式。
对流分为自由对流和强迫对流，是电子设备普遍采用的一种散热方式——所谓的自然对流是因为冷、热流体的密度差引起的流动，而强迫风冷是由外力迫使流体进行流动，更多是因为压力差而引起的流动。
产品设计中提到的风冷散热和水冷散热都属于对流散热方式。
影响对了换热的因素很多，主要包含：流态（层流/湍流）、流体本身的物理性质、换热面的因素（大小、粗糙程度、放置方向）等。
•辐射辐射是在真空中进行传热的唯一方式，它是量子从热体（辐射体）到冷体（吸收体）的转移。
提高辐射散热的方法有：提高冷体的黑度，增大辐射体与冷体之间的角系数，增大辐射面积等。
2增强散热的方式电子产品的设计可以通过以下几种方式增强散热：•增加有效散热面积：散热面积越大，热量被带走的越多•增加强迫风冷的风速、增大物体表面的对流换热系数•减小接触热阻：在芯片与散热器之间涂抹导热硅脂或者填充导热垫片，可有效减小接触面的接触热阻，这种方法在电子产品中最常见。
华为-热设计培训教材
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
Huawei Confidential
Page 9
热辐射
塑料外壳表面喷漆，PWB表面会涂敷绿油，表面黑度都可以达到 0.8，这些都有利于辐射散热。对于金属外壳，可以进行一些表面处理 来提高黑度，强化散热。 对辐射散热一个最大错误认识是认为黑色可以强化热辐射，通常散 热器表面黑色处理也助长了这种认识。实际上物体温度低于1800℃时， 有意义的热辐射波长位于0.38~100μm之间，且大部分能量位于红外波 段0.76~20μm范围内，在可见光波段内，热辐射能量比重并不大。颜色 只与可见光吸收相关，与红外辐射无关，夏天人们穿浅色的衣服降低太 阳光中的可见光辐射吸收。因此终端内部可以随意涂敷各种颜色的漆。
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
Huawei Confidential
Page 14
1、认识器件热阻
JEDEC芯片封装的热性能参数： 热阻参数
θja，结（即芯片）到空气环境的热阻：θja=(Tj-Ta)/P θjc，结（即芯片）到封装外壳的热阻：θjc=(Tj-Tc)/P θjb，结（即芯片）到PCB的热阻：θjb=(Tj-Tb)/P 热性能参数 ψjt，结到封装顶部的热参数： ψjt =(Tj-Tt)/P ψjb，结到封装底部的热参数： ψjb =(Tj-Tb)/P
热量传递过程中，温度差是过程的动力，好象电学中的电压，换热 量是被传递的量，好像电学中的电流，因而上式中的分母可以用电学中 的电阻概念来理解成导热过程的阻力，称为热阻（thermal resistance）， 单位为℃/W, 其物理意义就是传递 1W 的热量需要多少度温差。在热设 计中将热阻标记为R或θ。δ/(λA)是导热热阻， 1/αA是对流换热热阻。 器件的资料中一般都会提供器件的Rjc和Rja热阻，Rjc是器件的结到壳的 导热热阻；Rja是器件的结到壳导热热阻和壳与外界环境的对流换热热阻 之和。这些热阻参数可以根据实验测试获得，也可以根据详细的器件内 部结构计算得到。根据这些热阻参数和器件的热耗，就可以计算得到器 件的结温。
热力学里的散热结构-概述说明以及解释
热力学里的散热结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在热力学中，散热是一个重要的概念。
散热结构是指能够有效传递热量并将其散发出去的结构体系。
在很多工程领域，如电子设备、汽车、建筑等，散热结构都扮演着至关重要的角色，能够确保设备正常运行并提高其寿命。
本文将探讨散热结构在热力学中的基本概念和设计原则，以及其在工程领域中的重要性和应用展望。
通过深入探讨散热结构的相关知识，希望能够为读者提供更深入的了解和认识。
1.2 文章结构文章结构是整篇文章的骨架，它清晰地规划了文章的内容和逻辑顺序。
在本文中，我们将按照以下结构展开讨论：1. 热力学基础:- 我们将简要介绍热力学的基本概念，如热量、功和热力学第一定律，以便为后续的讨论做好铺垫。
2. 散热结构的重要性:- 探讨散热结构在工程领域中的重要性，以及其在各种设备和系统中的作用和意义。
3. 散热结构设计原则:- 着重介绍散热结构的设计原则和方法，包括如何提高散热效率、减少热损失和优化散热结构的关键要点。
通过以上内容的逐步展开，我们将全面探讨热力学中散热结构的重要性和设计原则，为读者深入了解该主题提供系统化的指导和知识。
1.3 目的：本文旨在探讨热力学中散热结构的重要性和设计原则，旨在帮助读者深入了解散热技术在各种行业和领域中的应用。
通过对热力学基础知识和散热结构的相关理论进行分析和讨论，希望读者能够更好地理解散热结构在热传导和能量转换中的重要作用，进一步提高工程实践中的散热效率和能源利用率。
同时，希望通过本文的阐述，引起人们对散热技术的重视和关注，促进相关研究和应用的发展，为推动绿色环保和节能减排做出贡献。
2.正文2.1 热力学基础热力学是研究能量转化与传递规律的一门学科，它描述了热量如何在物质之间传递的过程。
在热力学中，有一些基本的概念需要了解，比如热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律也称为能量守恒定律，它表明能量不会在热传导中消失，只是会从一个系统转移到另一个系统。
散热基础知识
热参数热参数电子组件热管理技术中最常用也是重要的评量参考是热阻（thermal resistance），以IC封装而言，最重要的参数是由芯片接面到固定位置的热阻，其定义如下：热阻值一般常用θ或是R表示，其中Tj为接面位置的温度，Tx为热传到某点位置的温度，P为输入的发热功率。
热阻大表示热不容易传递，因此组件所产生的温度就比较高，由热阻可以判断及预测组件的发热状况。
早期的电子热传工业标准主要是SEMI标准，该标准定义了IC封装在自然对流、风洞及无限平板的测试环境下的测试标准。
自1990年之后，JEDEC JC51委员会邀集厂商及专家开始发展新的热传工业标准，针对热管理方面提出多项的标准，其中包含了已出版的部分、已提出的部分建议提出的部分，热管理相关标准整理成如图一之表格分布。
和SEMI标准相比，虽然基本量测方式及原理相同，但内容更为完整，另外也针对一些定义做更清楚的说明。
SEMI的标准中定义了两种热阻值，即θja及θjc，其中θja是量测在自然对流或强制对流条件下从芯片接面到大气中的热阻，如图二（a）所示。
由于量测是在标准规范的条件下去做，因此对于不同的基板设计以及环境条件就会有不同的结果，此值可用于比较封装散热的容易与否，用于定性的比较，θjc是指热由芯片接面传到IC封装外壳的热阻，如图二（b），在量测时需接触一等温面。
该值主要是用于评估散热片的性能。
和θ之定义类似，但不同之处是Ψ是指在大部分的热量传递的状况下，而θ是指全部的热量传递。
在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此Ψ之定义比较符合实际系统的量测状况。
Ψjt是指部分的热由芯片接面传到封装上方外壳，如图二（d）所示，该定义可用于实际系统产品由IC封装外表面温度预测芯片接面温度。
Ψjb和Θjb类似，但是是指在自然对流以及风洞环境下由芯片接面传到下方测试板部分热传时所产生的热阻，可用于由板温去预测接面温度。
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。
建筑设备基础知识与识图第七章(三)散热器
一.散热器
散热器的分类 按材质可分：铸铁、钢制、铝制、铜质散热器； 按结构形式分：柱型、翼型、管型、板式、排管式等； 按其对流方式分：对流型和辐射型散热器。
一.散热器
1.铸铁散热器
特点:铸铁散热器具有结构简单、防腐性好、使用寿命长 、适用于各种水质、造价低、热稳定性好等优点，广泛用与 低压蒸气和热水采暖系统中。
(3)扁管散热器
2.钢制散热器
(4)钢串片对流散热器
2.钢制散热器
(5)复合散热器
2.钢制散热器
(6)板式散热器
2.钢制散热器
钢质散热器与铸铁散热器相比，有以下特点： （1）金属耗量少； （2）耐压强度高； （3）外形美观，占地面积小，便于布置； （4）耐腐蚀性差，使用寿命短。
3.合金散热器
一.散热器
(3)柱翼型铸铁散热器 介于柱型散热器和翼型散热器。
2.钢制散热器
(1)钢制柱型散热器 结构型式和铸铁柱型相似，每片也有几个中空的立柱。 传热性能较好，承压高，表面光滑易清扫积灰。但制造工
艺复杂、造价高、对水质要求高，易腐蚀，年限短。
2.钢制散热器
(2)光面管散热器
2.钢制散热器
分类:柱型、翼型和复合翼型。
一.散热器
(1）柱型铸铁散 热器
是呈柱状的中 空立柱单片散热 器。外表面光滑 ，每片各有几个 中空的立柱相互 连通。可以进行 组装。
一.散热器
(2）翼型铸铁散热器 分圆翼型和长翼型两类。长翼型散热器
的外表面具有许多竖向肋片。
一.散热器
圆翼型散热器是一根内径 75mm的管子外面带有许多圆形 肋片，管子两端配置法兰。
铜铝合金
铝合金
散热设计及评估
2、强迫风冷的器件布局原则
充分考虑速大的 区域有利于散热进行布局设计将会使单板 获得 较优良的散热设计。
通过PWB散热的器件有必要片 面要求单板表面风速均匀。 当沿着气流来流方向布置的一系列器件都需要加散热器时，器
件尽量
沿着气流方向错列布置，可以降低上下游器件相互间的影响避 免将高大的元器件（结构件等）放在高发热元器件的上方。
因此对于被散热器遮挡的器件需要给出特别 关注。
注意单板风阻均匀化的问题：单板上器件尽量分散均匀布置，避免沿 风道方向留有较大的空域，从而影响单板元器件的整体散热效果
散热过孔设计
对于热设计来说，真正起到散热作用 的只有器件PAD底部的过孔和器件接地管脚旁边的几个过孔，这部分过 孔的设计就非常重要:
测试和分析研究表明，散热最优的过孔设计方案为：孔径10～ 12mil， 孔中心间距30～40mil，也可以根据器件的热耗水平和温度控
制要求对过孔数量进行优化
六、单板布局原则 ---1.器件布局原则
1) 发热器件应尽可能分散布置，使 得单板表面热耗均匀，有利于散 热。
2）不要使热敏感器件或功耗大的器 件彼此靠近放置，使得热敏感 器件 远离高温发热器件，常见的热敏感 的器件包括晶振、内存、 CPU等。
3）要把热敏感元器件安排在最冷区 域。对自然对流冷却设备，如 果外 壳密封，要把热敏感器件置于底 部，其它元器件置于上部；如 果壳不密封，要把热敏感器件置于冷
影响散热的外因是器件管脚与PWB的传热热阻和器件 上表面与环境的对流散热热阻。内因源于SOP封装本身很高传热热阻
1)die的热量通过封装材料（mold compound ）传导到器件上表面然后对流散热，低 导热的封装材料影响传热。 2)die热量通过pad、封装材料和器件底面与PWB之间的空气层后，递到PWB散 热，低导热的封装材料和空气层影响传热。 3)die热量通过lead Frame传递到PWB，lead frame和die之间是极细的键合线 （golden wire），因此die和leadframe之间存在很大的导热热阻，限制了管脚散热 。
- 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、"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、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)。
Return to Index
一、散热的三种方式
• 三种散热方式
1) 传导: 热量由高温
区向低温区传递。
CONDUCTION
2) 对流: 利用流体的运
动将热量从一个区
域传递至另一区域。
CONVECTION
3) 辐射: 热量以电磁波 方式向四面八方传 送，它能在真空中 进行而无须任何 介 质。
RADIATION
4:1
15:1
6:1
60:1
40:1
yes
yes
yes
no
no
0.063” Aluminum Copper
0.040” Aluminum
0.07” Aluminum Zn, Mg
0.032” Aluminum Copper
0.010” Aluminum Copper
Return to Index
成本比较
Y
Y/X = 8 : 1 Max ratio ~15:1
Return to Index
铸造 Castings
• • • • 形状变化范围大 适于量大产品 加工成本高 导热性低
Return to Index
粘结 Bonded Fin Assemblies
• • • • 适合高的、纵横比大的散热器 表面积式extrusions的2－4倍 要求强制对流冷却 要求厚的Base
Return to Index
Zipper fin
• 容易安装 • Fin间距一致 • 适合批量生产
Return to Index
性能比较
Fin Type Max. Fin Height Max Aspect Ratio OmniDirectional Minimum Fin Thick Material Type Stamped 2.0” Extruded 3.0” Cast 3.0” Bonded 6.0” Folded 2.0”
优点
单体成本低
可一模多穴，提高生产能力
缺点
模具成本高
因浇注要求，工件需倾斜
非常薄的壁也可达到 (<1mm) 导热系数 (~150 W/mK) 小于 挤压材料 (~200 W/mK)
Return to Index
强制对流方案
高密度FIN散热器
Fan Heat Sinks
Return to Index
Reserve Tank Radiator
Cooling Jacket
Pump
Return to Index
热设计的发展趋势
热管技术
热管的工作原理之二
• 功能:
– 填充缝隙，减少热阻
• 类型
– Pads （贴） – 相变材料 （贴） – Grease （刷）
Vacuum
四、Aavid Thermalloy
产品回顾
Return to Index
标准散热产品
• 分立式半导体
• 微处理器 • IC • LED • 高功率半导体 • DC — DC 转换器
散热基本知识介绍
Davis, Bai
21.05.2007
Return to Index
介绍
为什么要进行散热？
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95℃；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。
• Brazing
– 连接强度高 (适合 于大散热片) – 无铅 A brazing joint
Return to Index
1. Brazing technology
Return to Index
• 机械方式
– 成本低 – 性能高 – 无铅
Return to Index
Fan 选择
轴流式风扇
Return to Index
顾客定制产品
• 挤型
• 模铸 • 热管组装 • 高纵横比FIN
– Folded Fin – Augmented Fin – Zipper Fin
• 连接方式
– Soldered – Brazed – Epoxy bonding
Return to Index
自然对流方案
Return to Index
折叠 Folded Fin Assemblies
• 重量轻 – 最初用 在太空 • Base厚度最小 • fin 有限 • Brazed, epoxy 或 welded 安装 • 最适合短而纵横 比高的heat sinks
Return to Index
Typical Folded Fin Assembly
Bonded Fin Vs. Extrusion
9 Fins Limited to Aspect Ratios of 16:1
Extruded 6063 Alum
20 Fins Capable of Aspect Ratios of 50:1
Greater the Ratio = More fins per inch More Fins = More Performance More Conductive Fins = Better Performance
Fin Type Base Cost Factor Machining Cost Factor Finish Cost Factor Tooling Cost Factor Stamped 0.7x Extruded x Cast 0.8x Bonded 1.3x Folded 1.2x
0.6x
x
x
Return to Index
介绍
散热的目的
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。
主要内容
• • • •
散热三种基本方式 散热片基本知识 连接方式 产品回顾
• 热性能有限 • 单片价格低 • 初始模具成本高
Return to Index
挤压 Extrusions
• • • • 适用于低纵横比 形状多样 成本低 产品周期短
Return to Index
X
Extrusion Ratios
Extrusion Ratio
Y Y/X = 4 : 1 X Extrusion Ratio
相变方案
Heat Pipe
Return to Index
相变方案
Return to Index
液冷方案
液冷板 微通道技术
Return to Index
液冷散热技术
•
1) 2) 3) 4)
笔记本水冷模组组成
水泵－ Pump 散热器－ Radiator 水冷块－Cooling Jacket 蓄水槽－Reserve Tank
1.2x
2.0x
0.8x
x
1.2x
1.1x
1.4x
2.8x
x
4.0x
1.5x
1.8x
Return to Index
选择合适的散热片 • 几何体积 Vs. 性能 • 压降, Air 通道 • 成本
Return to Index
三、连接方式
• Bonded (Epoxy) • Soldering
– Bi/Sn, Sn/Cu/Ag A bonded joint
离心式风扇 centrifugal type fan
Return to Index
Heat Sink 连接件
• 功能
– 避免震动和晃动 – 在热界面产生压力
• 类型
– Clips （扣具） – Push Pins – Epoxy – 焊接翼片 – Screws
Return to Index
热界面材料 （Pad/adhesive)
= medium Water = heat (energy)
Return to Index
一、基本术语
二、散热片
Aspect Ratio = A/B
15% Higher conductivity fin material: 1100 series Aluminum
Fin Gap ―B‖
Fin Height ―A‖
Corrugated sheet metal
Extruded base
Return to Index
铜焊 Brazed Fin Assemblies
• 热性能高 • 强度高 • Fin密度高
Return to Index
线切
• • • •
Skived fin
纵横比可达 25:1 热性能好 (无接缝) 重量轻, 成本低 单向流动
Heat Sink 材料 • 铝Aluminum
–轻、成本低 2.78X103kg/m3;20￥/kg – 应用最广泛 236w/(m.k)
• 铜Copp) – 成本高、重8.9X103kg/m3;50￥/kg
Return to Index
冲压 Stampings
Return to Index
散热片类型
• 冲压Stamped
• • • • 挤压Extrusions 铸造Casting 粘结Bonded fin assemblies 折叠Folded fin assemblies