电子设备热控制技术西安电子科技大学五星.ppt
《电子设备热控制技术西安电子科技大学五星.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子设备热控制技术西安电子科技大学五星.ppt(115页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、电子设备热控制技术,赵惇殳 西安电子科技大学,电子设备热设计,热设计理论基础,热设计基本原理,液体冷却,强迫风冷,自然冷却,蒸发冷却,热电致冷,热管传热,热测试技术,电子设备热设计参考资料,1、电子设备热控制与分析,2、电子设备结构设计原理,5、GJB/Z27电子设备可靠性热设计,4、微电子设备的换热,3、电子设备冷却技术,6、Thermal computation of Electronic Equipment,7、电子机器的热对策(日文),电子设备热控制目的,组件和设备的热流密度增长趋势,为芯片级、元件级、组件级及系统级提供良好的热环境,保证芯片级、元件级、组件级及系统级的热可靠性,防止电
2、子元器件的热失效,电子设备热环境,环境温度和压力(或高度)的极限值及变化率,太阳或周围物体的辐射值,地面设备:周围空气温度、湿度、气压、空气流 速,周围物体形状和黑度,日光照射,冷却剂种类,可利用的热沉,机载设备:飞行高度、飞行速度、安装位置,有 无空调舱,周围空气温度、速度等,舱船设备:周围空气温度、湿度,有无淡水,舱 室温度,日照情况等,热设计基本要求,满足可靠性要求,满足热环境的要求,与维修性设计相结合,易维修,与电路设计同时进行,满足对冷却系统的限制要求,根据,经济性、安全性等,选择冷却方法,尺寸、重量、冷却所需功、,热设计基本原则,保证良好的冷却功能,保证可靠性,良好的经济性,良好的
3、维修性,有良好的适应性,冷却方法选择(1),冷却方法选择(2),电子设备热设计理论基础,传热学 ( 传热计算),流体力学 ( 阻力计算),辐射,对流,导热,导 热,单层平壁导热,导热基本定律,温度场,导热热阻,多层平壁导热,单层圆筒壁导热,多层圆筒壁导热,接触热阻的影响因素,接触表面接触点的数量、形状、大小及分布规律,接触表面的几何形状(波纹度和粗糙度),接触表面的硬度,间隙中介质种类(真空、液体、气体等),非接触间隙的平均厚度,接触表面的压力大小,接触表面的氧化程度和清洁度,接触材料的导热系数,减小接触热阻的方法,加一薄紫铜片或延展好的高导热系数材料,加低熔点合金(铟合金),提高界面间的接触
4、压力,在接触表面涂一薄层导热脂(膏),导热的数值分析,有限元素法,有限差分法,有限差分法求解步骤,(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,(1)构成差分格式,有限元素法求解步骤,(2)写出单元的泛函表达式,(3)构造每个单元内的插值函数,(1)区域离散化,(5)构成代数方程组,(6)求解代数方程组,(4)求泛函极值条件的代数方程表达式,对流换热影响因素,流体流动发生的因素,流体流动的状态,换热面的几何形状和位置,流体的物理性质,对流换热系数,对流换热计算,准则数 名称 物理意义,定性温度:,特征尺寸,准则方程,自然对流换热计算,管内流动
5、,定性温度: 流体平均温度,特征尺寸: 管子内径或当量直径,紊流,准则方程,层流,准则方程,注:上述公式或适用于直管、长管,否则要乘相应修正系数,强迫对流换热,定性温度:,特征尺寸: 流体流动方向板或柱体的长度L,紊流,准则方程,层流,准则方程,强迫对流换热计算,沿平板流动(或沿柱体轴线流动),对流换热的数值计算,连续方程,能量方程,动量方程,辐射换热的基本概念,吸收率,反射率,穿透率,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,有效辐射,平行平板间的辐射换热,辐射换热计算,黑度: 主要取决于物体表面状态,热阻网络计算法 (两个
6、表面以上的辐射计算),表面热阻,空间热阻,两表面间,传热计算,圆筒壁,肋壁传热,肋效率:,热 阻,辐射热阻,对流热阻,导热热阻,接触传热,电子设备自然冷却设计技术,自然冷却设备的结构因素,机壳热设计,机壳通风孔面积,机壳表面处理,PCB自然冷却热设计,印制线(导体)尺寸的确定,PCB上元器件热安装技术,尽量利用DIP的引线导热,粘接技术,采用散热PCB(导热条、导热板、夹芯板),冷热分区排列,元件排列方向有利于气流流动与冷却(阻力),减小元件热应变的安装技术,导轨热设计,PCB热计算,均匀热负荷导热条热计算,普通PCB热计算,(1),(2),(3),(4),半导体用散热器热计算,集成电路的热分
7、析,离散热源产生的收缩效应,(1)无限大的导热介质上的圆热源,(3)长窄条热源在有限导热介质上,(2)有限大的导热介质上的圆热源,(4)短而窄热源在有限导热介质上,r1-热源半径, r2-圆柱半径,长窄条热源,收缩效应,有限大圆形导热介质,无限大圆形导热介质,短窄条热源,其中,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,典型微电路组装图,芯片结到外壳的传热,电子设备强迫空气冷却,单个元件风冷,整机鼓风冷却,整机抽风冷却,大机柜中屏蔽盒的通风冷却,热计算,空芯PCB风冷,PCB组件风冷,通风机工作点确定,通风机的选择,种类、特点,工作点,特性曲线,通风机串联,通
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子设备 控制 技术 西安电子科技大学 五星
链接地址:https://www.31doc.com/p-3136484.html