一 ,电路板得热仿真、热分析、热设计
电路的热分析分三个步骤。 首先估计 IC 中产生的热量。 然后, 估计电路板或散热片散掉的热量。 最后, 估计部件将要运行的环境温度。电路板或散热器会通过对流、 传导或辐射方式, 将 IC 的热量散发出去。传导散热主要是通过金属引线框和电路板上铜箔。 一旦电路板铜箔或分立散热片传导出热量, 就为对流散热提供了足够将热量散播到空气中的表面积。
二,机箱的热仿真、热分析、热设计
采用适当可靠的方法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稳定运行要求的最高温度,以保证产品正常运行的安全性,长期运行的可靠性。耗散的热量决定了温升,因此也决定了任一给定结构的温度;热量以导热、对流及辐射传递出去,每种形式传递的热量与其热阻成反比;热量、热阻和温度是热设计中的重要参数;所有的冷却系统应是最简单又最经济的,并适合于特定的电气和机械、环境条件,同时满足可靠性要求; 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行,当出现矛盾时,应进行权衡分析,折衷解决;
热设计应考虑的因素:包括结构与尺寸,功耗,产品的经济性,与所要求的元器件的失效率相应的温度极限;
热设计应与电气设计、结构设计同时进行,使热设计、结构设计、电气设计相互兼顾; 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准;热设计应满足产品的可靠性要求,以保证设备内的元器件均能在设定的热环境中长期正常工作。每个元器件的参数选择及安装位置及方式必须符合散热要求;在规定的使用期限内,冷却系统(如风扇等)的故障率应比元件的故障率低;在进行热设计时,应考虑相应的设计余量,以避免使用过程中因工况发生变化而引起的热耗散及流动阻力的增加。
三,电子产品、LED灯的热仿真、热分析、热设计
温升,指机柜内空气温度或元器件温度与环境温度的差。如果忽略温度变化对空气物性的非线性影响,可以将一般环境温度下(如空调房27℃)测量获得的温升直接加上最高可能环境温度获得最恶劣环境下的器件近似温度。例如在空调房内测得某器件温升为40℃,则在55℃最高环境温度下该器件的温度将为95℃。
热耗,指元器件正常运行时产生的热量。热耗不等同于功耗,功耗指器件的输入功率。一般电子元器件的效率比较低,大部分功率都转化为热量。计算元器件温升时,应根据其功耗和效率计算热耗,当仅知道大致功耗时,对于小功率设备,可认为热耗等于功耗,对于大功耗设备,可近似认为热耗为功耗的75%。其实为给设计留一个余量,有时直接用功耗进行计算。但注意电源模块的效率比较高,一般为70%~95%,对于同一个电源模块,输出功率越小,效率越低。
热流密度,单位面积上的传热量,单位W/m 。
热阻,热量在热流路径上遇到的阻力,反映介质或介质间的传热能力的大小,表明了1W热量所引起的温升大小,单位为℃/W或K/W。用热耗乘以热阻,即可获得该传热路径上的温升。可以用一个简单的类比来解释热阻的意义,换热量相当于电流,温差相当于电压,则热阻相当于电阻。