散熱設計
關注創建者：林祥超 創建時間：2015-08-18
散熱設計的視頻教程
從零開始學散熱——熱設計基本理論
快速、有針對性介紹電子產品熱設計基本理論，包含傳熱學、流體力學、工程熱力學的一些基本理論知識，通俗解讀電子散熱設計中常用的物料。 本視頻參考《從零開始學散熱》第二章和第四章內容。 書籍目錄：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/421412
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從零開始學散熱——熱設計理論基礎
掌握分析電子產品熱問題的基本理論依據，把握散熱設計大方向的正確性。 快速、有針對性介紹電子產品熱設計基本理論，包含傳熱學、流體力學、工程熱力學的一些基本理論知識。 視頻參考書籍《從零開始學散熱》第一章和第二章內容。 書籍目錄http://www.yqgqt.org.cn/content/post/421412
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從零開始學散熱——熱設計角度理解單板和芯片
元器件是熱量的源頭，了解單板和元器件的熱特性，是熱設計工程師設計散熱方案的基礎。 網絡上關于芯片封裝的資料很多，但從熱設計角度分析封裝特性的極少。本資料從熱設計工程師的角度去理解剖析單板和元器件的特征，為合理設計外圍散熱方案提供參考。 本視頻內容參考書籍《從零開始學散熱》第五章芯片封裝和電路板的熱特性。
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散熱設計的實例教程
</p><p> 總而言之，Celsius Studio這款產品為電子散熱設計領域帶來了一股新風，有望成為未來電子散熱設計的首選工具。</p><h3><strong>Celsius Studio具有以下優勢</strong></h3><p> 設計人員借助Celsius Studio可以簡化工作流程，改善團隊協作，減少設計迭代，實現可預測的設計進度，進而縮短周轉時間，加快產品上市。
展開 在全環化的運營環境背景中，電子產品同時又具有市場周期短、產品競爭激烈的特點，這使得快速高效的熱管理技術需求越來越迫切，企業如何高效地確定產品的散熱方案成為重中之重。
在產品設計初期，因產品的快速設計需求，正向的理論設計計算可以在幾小時內給出設計方案?；谡虻睦碚摶?通過建立產品理論計算模型進行方案的理論與可行性評估遴選，設計后期再通過測試確定方案效果的研發模式已經被很多企業采用。
顯然，基于正向的理論計算化的熱設計方法，可以以極快的速度完成產品的散熱設計工作，來獲得產品熱設計所需的準確信息。同時，由于其設計過程中不需消耗硬件資源，基本上沒有成本產生。因此可以說，正向理論方式的熱設計方法是一種快速高效低成本的產品開發模式，這使得正向理論的散熱設計方法被廣泛用于預測電子產品（器件）可靠性的溫度和故障確定最有效的方法。
第1章從產品熱設計的要求與方法開始。第2章為熱設計專業術語與理論計算，從熱設計基礎的各物理量理論知識原理到詳細的理論計算。第3章為熱傳導與傳熱機理，介紹了熱力學相關基礎知識。第4章介紹了與熱力學相關的流體相關基礎知識。第5章介紹了各類型散熱器制造工藝。第6章介紹芯片的封裝熱阻，對芯片的封裝熱阻部分做了全面的論述。第8章介紹散熱器擴散熱阻，從理論層面對散熱器底板與芯片的尺寸做匹配設計。第9-11章介紹了散熱風扇、熱管、VC等選型方法與應用原則。第12章介紹了產品的自然對流散熱設計的理論知識原理到詳細的理論計算方法。第13-14章針對不同類型的散熱片結構，介紹了產品的強制（風冷）對流散熱設計的理論知識原理到詳細的理論計算方法。第15章介紹了水冷板產品的對流散熱設計的理論知識原理到詳細的理論計算方法。第16章介紹了機箱類產品的系統級的散熱設計理論知識原理到詳細的理論計算方法。
展開 根據以上的元器件布局思路，對主控板器件布局方案進行如下設計，如圖2所示。
3.6 導熱路徑設計
由于板卡模塊上的功率器件均通過散熱冷板進行散熱，因此高效的導熱路徑設計對功率器件散熱及板卡模塊整體散熱將起到關鍵作用，采用以下方案：
1）優先選用導熱系數較高的導熱塊和導熱墊；
2）將主控板上的大功耗器件（>2 W）的熱量傳導至模塊散熱冷板上；
3）對于FPGA、PowerPC等高功耗重要器件，使用超高導熱效率材料（如熱管），將芯片熱量傳導至散熱冷板的冷端[6]。
根據以上設計思路，對主控板主要功率器件導熱路徑進行如下設計，將主要功率器件與導熱塊貼合，再通過熱管將功率器件熱量快速傳導至散熱冷板的冷端，實現均衡熱量分布并高效散熱的設計目的，如圖3所示。
3.7 散熱冷板設計
正面散熱冷板、背面散熱冷板做為板卡模塊主要散熱組件，板卡模塊上的主要功率器件將熱量傳導至散熱冷板，通過流經冷板的冷風流帶走熱量進行散熱為主，同時通過輻射散熱為輔。
圖2 主控板功率器件布局示意圖
圖3 模塊導熱設計示意圖
圖4 典型功耗下板卡模塊整體熱仿真云圖
為科學計算散熱冷板所需提供的散熱翅片面積，可利用功耗計算公式（1）進行計算推導。
式中：
P—散熱冷板對應功率芯片總發熱功耗；
h—散熱冷板表面對流換熱系數；
A—散熱冷板對應總發熱功耗P所必需的散熱翅片面積；
Ths—散熱冷板溫度；
Ta—流經散熱冷板的冷空氣溫度[7]。
上述公式（1）中，P可根據功率芯片布局和表1得出；散熱冷板與冷空氣之間的溫差ΔT（即Ths-Ta），根據實際工程應用經驗，通常為（15～25）℃，可取典型值20℃；對流換熱系數h，根據強迫風冷的經驗值估算，可設定為40 W/（m2·K）。
展開 基于Flotherm分析的光伏逆變器的散熱設計
楊雄鵬1，周曉東2，陳長安2，蔡蕭3
（1西安交通大學，陜西西安 710049；2特變電工西安電氣科技有限公司，陜西西安 710065）
摘要：在電力電子設備小型化的趨勢下，有限空間的散熱設計成為產品可靠性設計的關鍵瓶頸。本文以小功率光伏逆變器的散熱設計為例，首先提出了Flotherm軟件仿真的基本思想和基本理論，介紹了散熱器優化設計和整機系統熱仿真分析，包括多方案篩選優化。通過CFD數值仿真與工程樣機實測數據對比，分析評估完全滿足工程設計要求，達到了產品可靠性設計的目的。文章也介紹了海拔對散熱的影響和修正。較好的驗證了基于Flotherm軟件分析的電力電子設備散熱設計的優勢和可靠度。
關鍵詞：系統熱分析；方案篩選；熱阻；結溫
中圖分類號：
Heat dissipation design of small power photovoltaic inverter based on
analysis of Flotherm
YANG Xiong-peng1, ZHOU Xiao-dong2, CHEN Chang-an2 ,CAI Xiao3
（1 TBEA Xi’an Electric Technology Co.
展開 ? 把脈汽車電子、通訊電子產品熱設計遇到的問題
? 掌握汽車電子、通訊電子產品熱仿真、熱測試的完整方案與流程
? 深入了解汽車電子、通訊電子熱仿真工具及能力
? 獲悉汽車電子、通訊電子系統數字孿生相關進展
隨著各行業電子產品的發展，除了大型的服務器，當前移動設備都趨向小型化的發展趨勢，散熱設計的空間非常有限，使得熱設計在產品設計與制造過程中成為關鍵。
對于通訊行業來說，隨著無線通信設備的不斷發展，要求封裝散熱性能更加出色以應對高密度、高功率的集成電路。
對于汽車來說，電子產品的增多與功率密度的不斷增大，熱設計需考慮到材料改進、狹小車載空間風道的合理設計、散熱設備的設計與選型等。
安世亞太特此面向汽車電子、通訊電子行業電路/電氣/結構/熱設計工程師及設計部門經理籌辦本次電子熱設計技術專題研討會。會上將著重于汽車、通訊行業的電子散熱內容。其中包括熱測試技術、熱仿真技術、熱設計的綜合解決方案，對封裝，PCB最先進的熱測試技術進行分享和交流。同時也將詳細介紹封裝級、板機、模組級、系統級別的熱設計仿真優化與多物理場，并對眾多汽車、通訊行業電子散熱設計中遇到的問題與解決方案進行分享。
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12/1 | Discovery + Icepak無縫銜接：加速電子散熱設計端到端仿真
講師簡介：
劉杰明 | Ansys 高級應用工程師
主題簡介：隨著電子產品不斷向高功率密度、小型化和高集成方向發展，散熱設計正成為影響產品可靠性與性能表現的核心環節。
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算力需求的持續攀升，不僅對基礎設施提出了更高要求，也讓傳統的散熱方式與架構設計逐漸觸及瓶頸。如何在提升性能的同時控制能耗、降低碳排，并在動態負載環境下保持系統穩定，正在成為數據中心運營商需直面的課題。
算力需求的持續攀升，不僅對基礎設施提出了更高要求，也讓傳統的散熱方式與架構設計逐漸觸及瓶頸。如何在提升性能的同時控制能耗、降低碳排，并在動態負載環境下保持系統穩定，正在成為數據中心運營商需直面的課題。
在這樣的背景下，兩項關鍵技術正在重塑整個行業：一方面，液體冷卻技術，可用于管理空氣系統功能之外的熱載荷；另一方面，數字孿生技術，可對設施進行設計、仿真和運行，使其作為持續優化的系統生態運行。
適合人群：熱設計工程師、電子散熱工程師、結構工程師
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核心價值：GPU原生求解器性能提升40%+，內存節省25%；支持VOF多相流+能量方程、沸騰傳熱等復雜問題。
太陽能光伏組件的散熱性能直接影響發電效率，而組件的表面發射率是散熱設計的關鍵參數。同樣，用于太陽能光熱發電的選擇性吸收涂層，其光譜發射率特性更是決定光熱轉換效率的核心指標。
工業檢測方面，發射率測量為紅外熱成像精確測溫提供了基礎保障。在熱沖壓工藝、航空發動機葉片檢測、電子元器件熱管理等場景中，由于被測物體表面發射率的變化，往往導致測溫偏差。
金屬散熱片的結構設計增大了發動機的表面積，從而通過對流方式提升了散熱速率。本案例利用模擬技術比較了三種不同設計在散熱效率方面的差異。這有助于加深對瞬態熱分析、邊界條件(瞬態熱分析中的重要因素)以及瞬態熱分析如何幫助我們做出工程決策的理解。
功能化細節：針對高功率電機測試，底座可能設計有散熱通風結構（如通風孔、散熱槽）。同時，表面可能加工有線槽或線孔，方便線纜收納，避免纏繞和碾壓，確保測試現場整潔安全。
常用材料與性能對比
制造電機測試底座的材料選擇直接影響其性能和使用壽命。
我們的防爆無線充電器采用全密封結構，結合優良的散熱設計，能夠抵御粉塵、水汽、腐蝕性氣體的侵蝕，在-40℃到60℃的極端溫度下依然穩定運行，完美契合戶外及惡劣工業環境，無需額外加裝防護箱體。
3. 高自由度，實現真正的無人化： 基于優化的磁耦合技術，系統具備出色的抗偏移能力。機器人無需像傳統充電那樣進行高精度的“倒車入庫”，只需大致?？吭诔潆妳^域上方，即可啟動高效充電。
