电子设备的自然散热4

电子设备的自然散热•设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热2.合理布置元器件3.合理安排印制电路板4.合理安排机箱内的结构件•晶体管散热及散热器的选用设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热a．电阻。电阻的温度与其形式、尺寸、功耗、安装位置以及环境温度有关。电阻通过固定连片或引线两端的导热及自身的辐射、对流来散热。例如，在室温下功率小于0．5W的碳膜电阻，通过导热散去的热量占50％，对流散热占40％，辐射散热占10％，因此电阻安装时应使引线尽量短。另外，电阻表面应涂无光泽的漆，放置时要使其最大的换热面垂直于对流气体的流动方向。设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热b．变压器。变压器主要依靠导热散热。对于不加外罩的变压器，要求其铁心与支架、支架与固定面接触良好；对于有外罩的变压器，要求外罩与固定面接触良好，还要将变压器垫高，并在固定面上开孔，形成对流。设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热c．晶体管。对于功率小于100mW的晶体管，一般不加散热器，对于大功率晶体管则应采用散热器(详见后面的内容)。设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热d．集成电路。对于一般集成电路，主要依靠其外壳及引出线的对流、辐射和导热散热。当热流密度超过0．6W／cm’时，应装散热装置。电子设备的自然散热•设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热2.合理布置元器件电子设备的自然散热•设备内部自然散热2.合理布置元器件a．在设备内部，各元器件、结构件间应保持一定距离，以利于空气流动，增强对流传热：邻近两垂直发热表面，d／L≥0．25，如图电子设备的自然散热邻近两垂直发热表面，d／L≥0．25，如图:Ld热表面热表面电子设备的自然散热邻近两垂直发热表面，d≥2．5mm，如图:Ld热表面冷表面电子设备的自然散热邻近的水平发热圆柱体与冷的上表面，d／D≥0．85，如图:Dd冷表面热表面电子设备的自然散热邻近的水平发热圆柱体与冷的竖直表面，d／D≥0．7，如图:Dd冷表面热表面电子设备的自然散热邻近的水平发热圆柱体与冷的水平平底面，d／D≥0．65，如图:Dd冷表面热表面电子设备的自然散热•设备内部自然散热2.合理布置元器件b．在印制电路板上安装元器件时，应把热敏元器件和不耐热的元件(如电解电容)放在气流上游(人口)，把发热量大的元器件和耐热的元件(如电阻、变压器)放在气流的下游(出口)，使整个印制电路板上元件的温度较均匀。电子设备的自然散热•设备内部自然散热2.合理布置元器件c．对热敏感元件，可采用热屏蔽的方法来解决，即采取措施切断热传播的通道，在设备内部造成温差，形成热区和冷区。底板隔热板1---5mm热区冷区电子设备的自然散热•设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热2.合理布置元器件3.合理安排印制电路板若设备中只有一块印制电路板，水平或竖直放置均可；若设备中有多块印制电路板，应竖直并列安装且间隔不小于30mm，以利于自然对流散热。为提高印制电路板的散热能力，可在元件和板之间设置铜或铝导热条。导热条与元件间可涂覆导热膏如硅脂，也可在多层印制电路板的表面留出较宽的条形铜箔用来导热。图：是印制电路板上集成电路导热条的位置。电子设备的自然散热•设备内部自然散热1.设备内部电子元件散热2.合理布置元器件3.合理安排印制电路板4.合理安排机箱内的结构件电子设备的自然散热•设备内部自然散热4.合理安排机箱内的结构件a.尽量增大进出风口的距离和它们的高度差，增强自然对流。b．要特别注意大面积元器件(如机箱的底板、隔热板、屏蔽板等)的位置，防止可能出现阻碍或阻断自然对流的气流。进出口位置不当，一部分空间不能对外对流，局部散热不好空格式结构，金属条支持印刷电路板插座，流动阻力小，机械强度高大面积底板挡住了机箱底部通风孔，空气经过较长路径，对对流不利电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用电子设备中的电器元件工作时，都要产生热量，特别是一些大功率元器件，它们产生的热量很多，温升很高，必须采取有效措施将这些热量散发出去，否则这些电器元件的工作性能就会变坏，严重时还会烧坏元件。因此，在使用这些元器件时必须认真考虑其散热问题，例如在微机的CPU上安装高速风扇，为大功率晶体管加装散热器等。电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用晶体管在工作时，直流电源的功率有一部分要消耗在管子里边，即集电极功耗Pc。它产生的热量一方面使晶体管结温升高，另一方面又经管壳向四周发散，连续工作时达到热平衡，使得晶体管的结温保持为高于环境温度。大允许集电极功耗Pcm就是一定的。使用时，如果长时间超过户Pcm，则晶体管的结温将超过最大允许结温札，这会缩短管子寿命，甚至烧坏管子。电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用tajmCMCMtajmRttPPRtt集电极功耗热阻晶体管最大允许结温环境温度电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用提高一个晶体管的Pcm，需要增加管子的散热能力，也就是减小它的热阻。目前，改进管子散热能力的主要方法是装散热器。散热器用导热性能良好的铜、铝等金属制成，表面制成黑色，晶体管装上散热器后，热阻大大降低，最大允许集电极功耗一般可增大5倍以上，所以在输出功率大于1W时，晶体管总是要装上适当的散热器。电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用平板形散热器。平板形散热器是最简单的散热器，如图所示。它由1．5～3mm厚的金属板，正方形或长方形铝板或铝合金板。中小功率器件，直接安装在金属板上，多竖直安装，节省空间，减小热阻。电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用铝型材(平行肋片)散热器。将铝合金挤压成型为具有平行肋片的铝型材，用该型材做成的散热器即铝型材散热器，如图这种散热器的散热能力强，适用于大、中功率元器件的散热。电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用叉指形散热器。这种散热器由铝板冲制而成，工艺简单，结构形式多样，可作为大、中功率元器件最常用的散热器，如图电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用辐射式散热器。其肋片对外有张角，克服了铝型材散热器在辐射散热方面的不足，其对流、辐射作用较好，适用于柱状元器件的散热。安装时应使其内孔与散热元器件接触良好，尽量降低接触热阻，如图电子设备的自然散热•晶体管散热及散热器的选用针状散热器。这是一种在金属平板上均布圆柱形或圆锥形针柱的散热器，其结构如图：由于这些针柱的存在，使得散热面积增加许多，大大增强了散热器的散热能力。另外，这种针状散热器就像一块带针柱的金属板，可任意切割，使用十分方便，是一种新型的散热器。