评价电子元器件的散热对周边器件的影响

1、评估电子元器件的散热对周边器件的影响在热设计可行性分析的评估中，需要对热源器件，如 DC/DC电源 模块、LDO电源模块和功率消耗大的IC等进行归类。在进行PCB的 布局时，应将此类器件远离对温度敏感的器件，如晶振、时钟芯片、 对温度敏感的存储器和Y5V电容等。在进行散热可行性分析时，需要 根据产品工作的环境进行器件的选型， 系统工作在不同的环境下，对 器件的性能要求不同，例如，电容根据器件容值随温度的变化可以分 为NPQ X7R Z5U和Y5V,其容值特性随温度的变化如图2-30所示。S2-30电容容值特性随温度的变化3.评估PCB上的散热通道在前期的热设计可行性分析中，评估 PCB上的散热

2、通道主要是为了在PCBW足结构装配性的前提下，在利于PCB整体散热的情况下， 把控整个PCB的布局。在明确风道，即 PCB的进风口时，需要根据 风道确定散热片的摆放位置，在安装散热片时，使散热片的齿型凸起 与风向平行；在满足结构装配和PCB功能的需求下，矮个的器件要布 置在上风口 ；冷却风的方向是从进风口到出风口，在进行器件布局时， 需要把热量高的器件即热源布置在下风道，如果布置在上风口，则相对于下风口的器件来说，上风口的热源会分给下风口的器件， 这不利 于散热的处理。对于系统的热分析，在前期设计时可以采用Flotherm进行建模分析（工作界面如图2-31所示），再根据后期的测试对设计进行优化

3、更 改。某无线BTS3812E EBBS带单板，器件布局如图2-32所示，EBBI 单板尺寸为233.35mm x 460mm，总热耗为72.2W。使用1个电源模 块供电，电源模块热耗为 7.23W;单板上的DSR FPG价口 SD6103力口 装散热器。系统散热风道是从下到上，器件按垂直风道方式排列，以 减小各器件之间相互的热影响。基板的仿真测试结果如图2-33所示， 仿真测试报告如图2-34所示。afMlOl”ncrr【，”Xewu疝而 A“ 不 ？212 UA Utalw SeA、a n 日七.-& d fVxw 3DF.l U.S4w ! Mb l.v * ，c” VXG O : /1

4、,俑 c ： B 、R 离方 an .E2-31 Flotherm 工作界面J 图 a国AV&l 00图3-32基板的布局图示国2-羽 基板的俏宜甜试结果芯片名称单个芯片功幡(Wi许可温度C)彷直温度mDSP3.S州max X7SD61023.51回96 1SD6I036 56】M96PPC S3605 (?】D095.6帽以6.7284HFPGA37476DDR20 5心HflHX 8SLPLL0.5130小FLASH0 35三79JT82O71S570.2AVQIQQ7.29583.4PCB均布I1J8W74L：, 4小，-汩任上心|综合以上分析，为满足结构与热设计的可行性，需要遵循的基本

5、原则 如下。(1)热设计器件布局的基本原则是：发热器件应尽可能分散布置， 使得单板表面的热耗均匀，有利于散热；不要使热敏感器件或功耗大 的器件彼此靠近放置，使热敏感器件远离高温发热器件， 常见的热敏感器件包括晶振、内存和 CPU等；要把热敏感元器件安排在最冷区 域。对于自然对流冷却设备，如果外壳密封，要把热敏感器件置于底 部，其他元器件置于上部；如果外壳不密封，要把热敏感器件置于冷空气的入口处。对于强迫对流冷却设备，可以把热敏感元器件置于气流入口处。布局思路如图2-35所/J oAitfl 5VObsirucuonHot pmPleniifulVentingHigh Dissipationji

6、car Top1 igh DensityLayoutLow DcnsitvLavout| PowerPowerp* SLlppHigh Dissipationnciir Bottommt9 0 0。Good Design0Inaclequnie VentingPoor Design图2-35热设计好的布局思路与不好的布局对比(2)强迫风冷的器件布局原则：参考板内流速分布特点进行器件布局设计，在特定风道内面积较大的单板表面流速不可避免存在不均匀 问题，流速大的区域有利于散热，充分考虑这一因素进行布局设计将 会使单板获得较优良的散热设计；对于通过 PWB散热的器件，由于 依靠白是PWB的整体面积来散热，因此即使器件处于局部风速低的 区域内，也并不一定会有散热问题，在进行充分热分析验证的基础上， 没有必要片面要求单板表面风速均匀；当沿着气流来流方向布置的一系列器件都需要加散热器时，器件应尽量沿着气流方向错列布置， 这 样可以降低上下游器件相互间的影响， 如果无法交错排列，也需要避 免将高大的元器件（结构件等）放在高发热元器件的上方，高发热器 件布局优化前后对比如图2-36和图2-37所示；对于安装散热器的器 件，空气流经该器件时会产生绕流，对该器件两侧的器件会起到换热 系数强化作用；对该器件下游的器件，换热系数可能会加强，也可能 会减弱，因此对于被散热器遮挡的器件需要进行特别关注；注意