如何進(jìn)行電子設(shè)備熱分析計算

【摘 要】電子設(shè)備熱設(shè)計是可靠性設(shè)計的一項關(guān)鍵技術(shù)，熱設(shè)計的目的是要保證電子元器件及設(shè)備在規(guī)定的熱環(huán)境下，能安全正常的工作，掌握熱設(shè)計的基本原則，正確選擇電子設(shè)備的冷卻方法，對提高電子設(shè)備的熱可靠性非常重要。首先，從總體設(shè)計角度布局設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成，形成了完整的設(shè)計方案；其次，分析需要解決的問題，并進(jìn)行祥細(xì)理論計算，在強(qiáng)迫風(fēng)冷的情況下需要多大散熱面積，和選擇合適的風(fēng)機(jī)，最后，通過試驗驗證以及長期的使用，證明了該設(shè)計方案有效實用。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)備；散熱器；熱設(shè)計；自然對流；強(qiáng)迫對流

一、 概述

該電子設(shè)備在工作時最大熱耗散功率達(dá)到130W。根據(jù)功率器件的降額設(shè)計要求，確定了功率器件的結(jié)溫后，依次計算功率器件的殼溫、散熱器表面溫度、散熱器散熱面積、強(qiáng)迫對流空氣流量，并依據(jù)強(qiáng)迫對流空氣流量，選擇合適的風(fēng)機(jī)。

二、計算

三、 風(fēng)機(jī)的安裝

根據(jù)對流方式下散熱器散熱面積計算，選擇型號為PRC鋁制散熱器，將風(fēng)機(jī)安裝在散熱器的一端，散熱器形成一個封閉的通道，功率器件就安裝在散熱器的外表面，熱量從功率器件傳到散熱器，再經(jīng)過強(qiáng)迫對流方式將熱量從風(fēng)道帶出箱外。安裝方式如下圖所示：

四、樣機(jī)驗證

經(jīng)過上述論證后，按照以上的方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)加工，在整機(jī)調(diào)試完成后進(jìn)行環(huán)境試驗，在整機(jī)達(dá)到熱平衡后，用溫度傳感器進(jìn)行測量，最高溫度出現(xiàn)在設(shè)備的左下角處，最高溫度為31℃。通過對設(shè)備功能和性能指標(biāo)進(jìn)行測試，結(jié)果符合相關(guān)要求。經(jīng)長期使用，該設(shè)備性能穩(wěn)定，滿足用戶需求。因此，散熱面積的計算和風(fēng)機(jī)的選擇是合理的。

結(jié)束語

對于功率較大或特殊用途的電子設(shè)備，其熱設(shè)計都比較復(fù)雜，在設(shè)計過程中需要不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計和布局，不斷調(diào)整設(shè)計方案，通過多次優(yōu)化后，一般都能達(dá)到理想的效果。事實證明，該設(shè)備散熱效果好，電子器件工作穩(wěn)定、可靠，可滿足用戶的使用需求，該設(shè)計方法是一種有效的、可行的熱設(shè)計方案。

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