《电子产品散热设计原理》课件

电子产品散热设计原理本课件将深入探讨电子产品散热设计原理，从热量来源分析到散热系统设计，并结合实际案例分享，帮助您掌握散热设计基本知识，提升产品可靠性课程介绍课程目标课程内容了解电子产品散热设计原理，掌握散热设计基本知识，提涵盖电子产品散热设计原理、散热系统设计、散热材料应升产品可靠性用、散热问题诊断等内容课程目标目标一目标二12掌握热量传递原理，了解熟悉常见散热结构，了解电子产品发热原因散热系统设计方法目标三目标四34掌握散热材料选择与应用，学会诊断散热问题，并提提升散热设计效率出有效解决方案为什么需要电子产品散热过热导致功能异常安全隐患过热可能导致电子元件损坏、性极端情况下，过热可能引发火灾，能下降，甚至设备无法正常工作造成人身和财产损失缩短产品寿命高温环境加速电子元件老化，缩短产品使用寿命电子设备的热量来源电源电路集成电路电源电路转换效率不高，会集成电路内部电流流过，会产生一定热量产生热量，尤其是在高功率运行时功率器件其他元件功率器件工作时，由于功率电阻、电容、电感等元件在损耗，会产生大量的热量工作时，也会产生少量热量热量传递的三种形式热传导1热量通过直接接触传递，例如金属散热片热对流2热量通过流体（空气、水）流动传递，例如风扇散热热辐射3热量以电磁波的形式传递，例如太阳辐射热传导的基本原理温度差1导热系数2接触面积3热传导速率4热传导速率与温度差、导热系数和接触面积成正比热对流的基本原理对流系数1流体速度2流体性质3热传递速率4热对流速率与对流系数、流体速度和流体性质有关热辐射的基本原理12黑体表面积理想的热辐射体，可以完全吸收辐射面积越大，辐射热量越多所有入射的辐射3温度温度越高，辐射热量越多电子器件制造工艺与散热特性集成电路布局PCB芯片尺寸减小，发热密度增大，散热设计挑战增加器件布局合理，有利于热量快速散失布局与散热设计PCB合理布局将发热器件分散放置，避免集中发热热量路径设计合理的热量路径，方便热量从发热器件传导到散热器热通孔使用热通孔，将热量从传导到散热器PCB集成电路的散热设计封装类型散热片选择合适的封装类型，例如散热性能更好的封装使用散热片，将热量从芯片传导到空气中QFN电源电路的散热设计电机驱动电路的散热设计功率器件1采用高功率器件，减少功率损耗散热片2使用大面积散热片，增加散热效率风冷3使用风扇强制散热，提升散热效果功率器件的散热设计热阻1散热片2封装3功率器件4功率器件的散热设计关键是降低热阻，提高散热效率被动元件的散热设计电阻电容电感使用大功率电阻，降低发热量选择低电容，减少发热使用低损耗电感，降低发热ESR整机外壳的散热设计导热材料选择导热性能良好的外壳材料通风设计设计合理的通风孔，有利于热量散失散热孔设置散热孔，增加散热面积常见散热结构及其特点风冷散热液冷散热热管散热利用风扇强制散热，散热效果显著，利用液体循环带走热量，散热效率高，利用热管将热量传递到散热器，适用成本较低适用于高功率设备于空间有限的设备散热系统的设计流程热量分析1分析电子设备发热情况，确定散热需求散热方案选择2选择合适的散热方案，例如风冷、液冷或热管散热散热器设计3设计散热器，确保散热效率满足要求性能测试4对散热系统进行性能测试，验证散热效果风扇散热系统设计风扇选择风道设计选择合适的风扇，例如风量大、噪音低的设计合理的风道，确保风流均匀分布，提升散热效率热管散热系统设计123热管类型热管尺寸热管布局选择合适的热管类型，例如铜热管、根据散热需求选择合适的热管尺寸合理布局热管，确保热量能够有效传铝热管递散热片和散热器的选择材料尺寸铝、铜、钢等材料，选择导根据散热需求选择合适的尺热性能好的材料寸，确保散热面积足够形状选择合理的形状，例如鳍片式、针状式热传导界面材料的选择导热系数选择导热系数高的界面材料，提高热传递效率填充性选择填充性好的界面材料，填补器件和散热器之间的空隙耐温性选择耐温性高的界面材料，确保在高温下正常工作结构设计中的散热因素气流设计通风设计散热器布局合理的结构设计可以引导气流，提升设置通风孔，增加空气流通，帮助散合理布局散热器，确保热量能够有效散热效率热传递电子设备环境因素对散热的影响环境温度湿度空气流通环境温度越高，散热难度越大湿度高会影响散热效率，需要考虑防良好的空气流通，可以加速热量散失潮设计散热性能评估与测试方法温度测试1测量电子设备的温度，评估散热效果热阻测试2测试热阻，评估散热效率风量测试3测量风量，评估风扇性能散热材料的选择与应用导热硅脂导热垫填充器件和散热器之间的空提供良好的热传导路径，适隙，提高热传导效率用于大面积散热散热片风扇增加散热面积，提高散热效强制散热，适用于高功率设率备散热问题的诊断与解决温度过高性能下降检查散热系统是否正常工作，例如风扇是否故障可能是散热不良导致的，需要优化散热设计案例分享与讨论课程总结与展望本课件介绍了电子产品散热设计原理，希望能够帮助您掌握散热设计的基本知识，并能够运用到实际工作中未来我们将不断探索新的散热技术，为电子产品提供更加高效、可靠的散热解决方案。