高温流体同低温的互相混合扩散较后将固体表面的热传给流体,而辐射无需借助任何媒介,是发热体直接向周围空间释放热量。
电子散热器通是一块带有很多叶片的热的良异体,在实际应用中,电子散热器通过和器件、芯片表面的紧密接触使器件、片的热量传导到电子散热器,它的充分扩展的表面使热的辐射大大增加,同时流通的空气也能带走更多的热量。
热阻在使用电子散热器的情况下,电子散热器与周围空气之间的热释放的“阻力”
称为热阻,电子散热器与空气之间“热流”由电子散热器流向空气时由于热阻的存在,在电子散热器和空气之间就产生了一定的温差,就像电流流过电阻会产生电压降一样。同样,电子散热器与器件、芯片表面之间也会存在一定的热阻。选择电子散热器时,除了机械尺寸的考虑之外,较重要的参数就是电子散热器的热阻。热阻越小,电子散热器的散热能力越强,器件的工作温度就容易降低。在每一个实际应用中,都有一个具体的热阻抗目标值,只有满足这一目标值才能在恶劣的外部条件下保持连接部位的临界温度。
通常情况下,电子散热器必须保持的临界温度就是器件的外壳温度。
功耗电子产品工作时需要能源。由于器件不理想,许多电能变成热能,从而使器件的温度升高。如果不能有效地散热,其温度就会继续上升,较终导致热致失效。散热的任务就是提供有效地散热通道(即热路)。较重要的热流是功耗的热量。
用热分析软件实现电子散热器的优化设计空冷电子散热器看起来似乎比较简单,但为了达到较佳散热性能,选用时要对功率损耗、空气流速、电子散热器宽度、长度和高度、电子散热器厚度和间距、空气导流片尺寸以及环境条件等多个变量进行综合考虑,其复杂性可见一般。为达到较佳实际效果,在具体应用中电子散热器应根据不同的工作环境而作出相应的设计。在一个柜体或体积确定的空间内进行电子散热器性能设计,计算流体力学分析软件(CFD)是比较好的软件工具。利用已有的CAD软件建立模型,用CFD获取该空间内所有元件的几何数据进行计算并确定流经电子散热器的空气实际方向和流速。用CFD分析空间内的每个单位体积,并根据质量、能量和动量守恒方程计算结果。对电子散热器的每一面都进行分析,以确定自由面积的比率,这一比率表征允许空气流动的总体积。
热分析软件能够十分有效地分析电子散热器的散热性能,但如果在器件布局完成之后才考虑电子散热器的设计,则电子散热器的位置很可能与其他元件冲突,因为剩余的空间常常不能满足散热的要求,甚至出现更坏的情况,即系统内的空气受到其他元件的阻碍而不能流进电子散热器,这样就不能充分发挥其优势。所以应在设计初期使用,给实际者带来较大的设计灵活性,从而达到省事、省钱和避免设计失误的目的。
用CFD软件进行参数优化设计的过程中应注意以下因素对散热性能的影响:1)散热片的数目随着散热片数目的的增加,静压会下降。若散热片数目过多,则空气流速降低,导致散热效率降低。
另外,若空气不导向电子散热器,则实际上会从电子散热器旁边流过,从而使电子散热器周围留下空气死角。在电子散热器各表面宽度给定的情况下,体积阻抗与散热片的数目有关。垂直挤压成型的电子散热器不能允许空气流向一致,因为这种类型的电子散热器体积阻抗为零,而横切型电子散热器允许空气流向所有方向。
2)电子散热器总高度电子散热器总高度是散热片高度加底板厚度,在电子散热器高度一定的情况下,若底板厚度增加则散热片的高度就要降低。底板厚度的功能是将热量从电子散热器散发出去,厚度值由热源的位置和散热片在电子散热器的位置确定。通常,热源的大小比较电子散热器小得多,只是一个点状而已。热量可以在两个接触面之间稳定地传输,但当热量沿着电子散热器进一步传输时,则会遇到“传输阻抗”
,该阻抗影响总的热量传输效率。
3)热源的位置电子散热器与周围环境间的热阻随着发热源尺寸的增加而减小,直到热源的尽寸拉近电子散热器安装面的60为止。将发热元件集中布置,可大大减少电子散热器的截面积。由于传播阻抗比较小,故底板厚度也可减小,于是在有限的空间内可使电子散热器得以优化布置。
选择正确的电子散热器安装方法减小热阻是降低器件温度较有效的方法,所以将电子散热器固定于发热器件上时,较重要的是要减小器件和电子散热器之间的热阻,使其界面之间的热传递效率较大。也应考虑其他的要求,如介电特性、电导性、附着强度和再次安装的可能性等。http://www.yzsbs.net