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电子机箱散热设计
发布人:admin  时间:2011/11/21 8:53:00   浏览:2365次
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  任何电了元器件受热以后,参数都会发生变化,可能给整机性能带来不良影响;温度超出一定范围,还将造成元器件损坏,使整机出现故障。散热设计的内容,就是要分析热源及工作环境,针对不同情况采取相应的措施,以便排出热量,控制温升,达到产品稳定运行的月的。
    从自然散热的角度考虑,应当把印制电路板水平放置(元件面朝上)或垂直放置,使机箱内的空气有自由循环的通路,把发热量大的元器件放在机箱内的上部或空气流通途径的出口处。在保证电气绝缘的情况下,可以把大功率器件直接女装在金属机箱的侧板或后面板一,让金属箱板起到散热器的作用。
    根据热力学原理,热量的传递有对流、传导、辐射三种形式。热设计就是要根据不同产品的特点,采用多种形式,加速散热口具体的散热措施有如下几种。
    (1)通风孔    在机壳的底板、背板、侧板.上开凿通风孔,使机内空气对流,通风孔的各种孔形}。为了提高对流换热作用,应当使进风孔尽量低,出风孔尽量高,孔形要灵活美观。在批量生产中,机箱上的通风孔均用模具冲制加工。
  在通风孔的位置选择卜还必须考虑安全问题x即应该考虑外部坠物如水珠、金属物件等从通风孔落入机箱内,造成电路的短路。为避免上述情况的发生,一般采用如一下措施:
  ①将通风孔开在机箱的垂直面上。在金属材料机箱._,为防外部坠物掉入,还可以把条状通风孔_f,-方冲成遮阳伞状。
  ②如有可能,将通风孔开在机箱上r状部位内侧的上部。
  ③通风孔的开设位置,尽量避开机箱内电路板的上方。
    〔2)散热片    电路中的功率器件在运行中都将产生热量,如果不进行散热,就会影响器件的性能。为使器件温升限制在额定的范围内,可以采用散热片。散热片的种类很多,选用时应当根据器件的功耗、封装形式确定.,关于散热器的内容,在本书第3章和第5章里已作过简单的介绍,选用安装时请查阅有关资料手册及其计算方法。需要特别注意的是,为器件加装散热片时,一定要在器件与散热片之间涂抹足移的导热硅脂口
    (3)强迫风冷    这是一种常用的整机散热方式,在发热元器件多、温升高的大型设备装置中常被采用。通过风扇吹风或抽风。加速机箱内的空气流动,达到散热目的。风扇的位置应与通风孔的位置相配合,使机箱内不存在死角。人们熟悉的电脑机箱内就安装了风扇,对电路中的元器件(特别是CPU和大规模集成电路)进行强迫风冷。
    (4)散热表面涂黑处理    辐射是热传导的方式之一。实验表明,内外表面全部涂黑的密封金属壳与内外浅色光亮而在两侧开通风孔的金属壳相比,前者的散热效果比后者要好。可见,在机箱内外涂上黑颜色有利于散热,一般使用的散热片都应当经过发黑处理。
    (5)半导体致冷器件    新型的半导体致冷器件也叫做冷源器件,它可以把材料一端的热量传送到另一端。失去热量的一端是致冷端,安装在设备内的致冷端使机内的温度降低;另一端安装在金属机箱上,通过机箱把热量排放出去。这种器件的成本较高,日一前还未得到广泛使用。
    (6)热管    热管是一种新型高效的传热元件。‘它是一个抽成真空的密闭容器,容器内壁设有与内壁形状一致的毛细管芯,管芯中充满’…眨质液(水、丙酮或氨等某种液体)二工质液受热后开始蒸发,蒸汽带着汽化潜热被输送到管的另一端冷凝,释放出汽化潜热,然后依靠毛细泵力的作用将冷凝液送到热端(器件的固定端),完成一个循环。利用这种方法,把热能从一端送到另一端,实现对器件的冷却作用。这种散热方式的效率高、重量轻、体积小,但成本较高,在一般产品中应用较少,在高档次的笔记本电脑中可以见到。
    (7)液体冷却
    液体的导热效率和比热都比空气大得多,利用液体冷却,可以大大提高冷却效果。目前,大功率无线电发射机中的发射管、采用变流技术的大功率晶闸管等常使用液体冷却。这种散热方式需要设计一套冷却系统,所以费用较高,维修也比较复杂。
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