产品热设计基础学习教案

1、会计学1产品产品(chnpn)热设计基础热设计基础第一页，共84页。第1页/共83页第二页，共84页。第2页/共83页第三页，共84页。第3页/共83页第四页，共84页。(Source : US Air Force Avionics Integrity Program)Figure 2: Major Causes of Electronics Failures 55%温度温度20%振动振动6%粉尘粉尘19%潮湿潮湿Figure 1 : Junction Life Statistics第4页/共83页第五页，共84页。第5页/共83页第六页，共84页。产品规格定义(dngy)和系统设计阶段产品(

2、chnpn)正式开发阶段整机试装阶段初步热设计：散热方式选择、风道设计、指导单板布局详细热设计：详细风道设计、单板关键器件热分析和温度控制、散热器（风扇）的选择和分析热设计验证：解决遗留的、涉及面比较小的散热问题第6页/共83页第七页，共84页。第7页/共83页第八页，共84页。第8页/共83页第九页，共84页。第9页/共83页第十页，共84页。第10页/共83页第十一页，共84页。第11页/共83页第十二页，共84页。63140386120150220192导热系数导热系数(w/m.k)铁铁黄铜黄铜紫铜紫铜压铸铝压铸铝ACD12防锈铝防锈铝LF21纯铝纯铝铝合金铝合金6063材料材料272.

3、10.033701-40.5350.71导热系数导热系数(w/m.k)氧化铍氧化铍空气空气氮化铝氮化铝陶瓷陶瓷导热绝导热绝缘材料缘材料硅脂硅脂三氧化三氧化二铝陶二铝陶瓷瓷云母云母材料材料第12页/共83页第十三页，共84页。Heat sinkHeat source第13页/共83页第十四页，共84页。第14页/共83页第十五页，共84页。流(duli)换热过程的强弱，表明当流体与壁面的温差为1 时，在单位时间通过单位面积的热量，单位为W/m2.K或W/m2.。第15页/共83页第十六页，共84页。第16页/共83页第十七页，共84页。第17页/共83页第十八页，共84页。optimal第18页

4、/共83页第十九页，共84页。gravity第19页/共83页第二十页，共84页。风扇特性曲线最佳工作区高流阻高流阻低流阻低流阻第20页/共83页第二十一页，共84页。Heat flowLow efficiencyT_fin = T_air第21页/共83页第二十二页，共84页。对流散热的形状(xngzhun)和安装位置；n- 加大对流介质的流动速度，以带走更多的热量（强迫对流比自然对流的对流表面传热系数大）；n选用有利于增强对流换热的流体作为介质（液体比气体的对流换热能力强）；n破环边界层。第22页/共83页第二十三页，共84页。第23页/共83页第二十四页，共84页。第24页/共83页第二

5、十五页，共84页。第25页/共83页第二十六页，共84页。第26页/共83页第二十七页，共84页。第27页/共83页第二十八页，共84页。FF第28页/共83页第二十九页，共84页。电阻的并联：1/R=1/R1+1/R2+.热阻的并联：1/Rth=1/Rth1+1/Rth2+.电阻的串联： R=R1+R2+.热阻的串联：Rth=Rth1+Rth2+.电容 C(法)热容 CmCp(cal/ )电阻 RI/Vab(欧姆 )热阻 Rth=T/P(/W)电压 VabVa-Vb(V)温差 T=T2-T1()电流 I(A)热流 P(W)电路电路热路热路第29页/共83页第三十页，共84页。Rtotal =

6、 Rth j-a = Rth j-c + Rth c-aRth j-a = Rth j-c + Rth c-aRth j-p-a = Rth j-p + Rth p-aRtotalRth c-aRth j-cSingle chip PCBA modelSingle chip model第30页/共83页第三十一页，共84页。第31页/共83页第三十二页，共84页。第32页/共83页第三十三页，共84页。第33页/共83页第三十四页，共84页。n设备均采用滚动轴承。n - 按输入电源类型分：有直流风扇和交n流风扇两大类。第34页/共83页第三十五页，共84页。第35页/共83页第三十六页，共84

7、页。第36页/共83页第三十七页，共84页。轴流风扇轴流风扇后弯式离心风扇后弯式离心风扇前弯式离心风扇前弯式离心风扇第37页/共83页第三十八页，共84页。第38页/共83页第三十九页，共84页。第39页/共83页第四十页，共84页。QDPHigh AltitudeCurveSea Level Curve第40页/共83页第四十一页，共84页。QHigh AltitudeCurveSea Level Curve第41页/共83页第四十二页，共84页。海拔高度（m）算子0（海平面）110001.1115001.1420001.16625001.2第42页/共83页第四十三页，共84页。第43页/

8、共83页第四十四页，共84页。第44页/共83页第四十五页，共84页。第45页/共83页第四十六页，共84页。第46页/共83页第四十七页，共84页。第47页/共83页第四十八页，共84页。第48页/共83页第四十九页，共84页。第49页/共83页第五十页，共84页。第50页/共83页第五十一页，共84页。第51页/共83页第五十二页，共84页。第52页/共83页第五十三页，共84页。第53页/共83页第五十四页，共84页。第54页/共83页第五十五页，共84页。第55页/共83页第五十六页，共84页。第56页/共83页第五十七页，共84页。第57页/共83页第五十八页，共84页。第58页/共

9、83页第五十九页，共84页。第59页/共83页第六十页，共84页。建立(jinl)几何模型边界条件设置工况设定网格划分求解问题设定运算求解后处理优化设计降额&安规要求前处理第60页/共83页第六十一页，共84页。建立几何(j h)模型边界条件设置工况设定机箱尺寸、PCB尺寸及预布局、器件资料（构造与尺寸）、产品正常安装条件下的几何约束尺寸、IP等级和开孔限制、冷却方式选择、风扇尺寸及型号环境条件（环境温度、高海拔、太阳辐射、外部气流等）、器件损耗工作状态（稳态还是瞬间过载、过载幅度和过载时间）第61页/共83页第六十二页，共84页。第62页/共83页第六十三页，共84页。温度分布(fn

10、b)云图速度分布云图、矢量图、粒子流压力分布云图温度分布整体情形、关键器件的温升情况、确定热点位置检查气流有无漩涡、死区、绕流、回流等情况，为优化设计指引方向辅助速度云图等检查、流动阻力风扇工作点图风扇选型、查看风扇是否工作在稳定区域第63页/共83页第六十四页，共84页。第64页/共83页第六十五页，共84页。第65页/共83页第六十六页，共84页。结温）n5 网格划分（粗糙）n6 测试偏差第66页/共83页第六十七页，共84页。的区域网格要足够细密；n6 规范测试第67页/共83页第六十八页，共84页。第68页/共83页第六十九页，共84页。第69页/共83页第七十页，共84页。第70页/

11、共83页第七十一页，共84页。第71页/共83页第七十二页，共84页。第72页/共83页第七十三页，共84页。第73页/共83页第七十四页，共84页。第74页/共83页第七十五页，共84页。第75页/共83页第七十六页，共84页。第76页/共83页第七十七页，共84页。第77页/共83页第七十八页，共84页。第78页/共83页第七十九页，共84页。第79页/共83页第八十页，共84页。第80页/共83页第八十一页，共84页。整流(zhngli)网、蜂窝板喷嘴组测流量静压测量被测件安装第81页/共83页第八十二页，共84页。第82页/共83页第八十三页，共84页。NoImage内容(nirng)总结会计学。能量传递率与物体表面状况及相关物体之间的角系数有关。T1, T2-分别为物体1和物体