電子設(shè)備熱控制電子設(shè)備熱控制

強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻（風(fēng)冷）：利用通風(fēng)機(jī)迫使空氣流過發(fā)熱元件、器件的表面進(jìn)行散熱。風(fēng)冷可分為抽風(fēng)式和鼓風(fēng)式兩種。抽風(fēng)式適用于風(fēng)阻小、熱源分布比較均勻的電子設(shè)備；鼓風(fēng)式適用于風(fēng)阻較大、熱源比較集中的電子設(shè)備。必要時(shí)可將風(fēng)機(jī)串聯(lián)(提高風(fēng)壓)、并聯(lián)（增大風(fēng)量）或混聯(lián)使用。同時(shí)，根據(jù)需要還可增加通風(fēng)管道，對(duì)電子設(shè)備的各個(gè)部分（按發(fā)熱量）分配風(fēng)量。

液體冷卻（液冷）：利用液體的熱容量比空氣大、冷卻能力也比風(fēng)冷大的原理進(jìn)行冷卻的方法。在用風(fēng)冷不能將電子設(shè)備耗散的熱量充分散發(fā)時(shí)，可以采用液冷。液冷分浸沒冷卻和強(qiáng)迫液冷兩類。浸沒冷卻是將元件、器件連同印制板直接浸入冷卻液中，利用冷卻液的對(duì)流和氣化進(jìn)行冷卻。浸沒冷卻的機(jī)箱設(shè)有冷凝器，用以冷卻箱內(nèi)的蒸汽。強(qiáng)迫液冷是用泵迫使冷卻液流過發(fā)熱元件、器件（直接液冷），或流過安裝發(fā)熱元件、器件的冷板（間接液冷）進(jìn)行冷卻。受熱的冷卻液經(jīng)過換熱器進(jìn)行二次冷卻，并流回到冷卻液箱，然后再對(duì)發(fā)熱元件、器件或冷板進(jìn)行冷卻。液冷的設(shè)計(jì)方法和風(fēng)冷基本相同，其主要問題是正確選擇冷卻液、泵和換熱器等。在直接液冷時(shí),冷卻液的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣強(qiáng)度要大,電氣特性和化學(xué)穩(wěn)定性要好，同時(shí)還應(yīng)具有合適的密度、粘度、沸點(diǎn)和燃點(diǎn)等。目前常用的冷卻液有去離子水、硅有機(jī)油、變壓器油和氟碳化合有機(jī)液等。

蒸發(fā)冷卻：利用液體（如水、氟碳化合物等）沸騰時(shí)吸收大量汽化熱的原理，對(duì)大功率電子器件或功率密度很高的集成電路進(jìn)行冷卻。圖3為大功率發(fā)射管的水蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。蒸發(fā)鍋內(nèi)的發(fā)射管工作時(shí)，將自身耗散的熱量傳給水，水達(dá)到飽和溫度后開始沸騰變成蒸汽，蒸汽經(jīng)汽室上升沿蒸汽管道進(jìn)入冷凝器，冷凝水經(jīng)由回水管返回到蒸發(fā)鍋。采用均壓管和活動(dòng)水箱，可將水位控制在一定的位置上。 電子設(shè)備熱控制

汽水雙相流冷卻：利用水的自然循環(huán)冷卻和蒸發(fā)冷卻組成的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。其冷卻效果比單獨(dú)的水冷或水蒸發(fā)冷卻效果更好。

半導(dǎo)體致冷 ：又稱溫差電致冷，它是以塞貝克效應(yīng)、珀耳帖效應(yīng)為基礎(chǔ)的一種冷卻方法。半導(dǎo)體致冷的溫差電偶是利用特制的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，用銅連接片焊接或粘接而成。接通直流電源后，吸熱的一端稱冷端，放熱的一端稱熱端，將發(fā)熱元件、器件放在冷端的冷板上，其熱量被傳到熱端散發(fā)掉。如將電源極性反接，就能逆向工作（加熱）。因此，它適用于電子設(shè)備的恒溫控制。改變致冷對(duì)的對(duì)數(shù)和工作電流的大小，便可獲得所需要的致冷量。

熱管散熱：熱管是一個(gè)含有工作液和多孔吸液芯的管狀真空容器，它利用工作液的相變過程進(jìn)行傳熱。熱管的傳熱效率很高，并具有良好的等溫性。它可以把大量熱能以很小的溫降輸送到散熱器。熱管既適用于集中熱源的散熱，也適用于分散熱源的傳熱。發(fā)熱的電子元件、器件可以和熱管做成一體,也可以安裝在熱管上,或安裝在裝有熱管的冷板上（圖4 ）。電子設(shè)備中使用的熱管有兩種：一種是管狀熱管，用于熱源和散熱器分離的場(chǎng)合，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能減小熱源和熱管加熱端之間的熱阻；另一種是扁平熱管，用于調(diào)平溫度。 電子設(shè)備熱控制

南京工學(xué)院主編：《電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，南京，1981。2100433B

電子設(shè)備的恒溫可采用單層或多層的加熱恒溫槽。恒溫槽內(nèi)壁的絕緣材料采用石棉、聚氨酯塑料和玻璃纖維等。變換半導(dǎo)體致冷器的極性就可控制其工作狀態(tài)（加熱或冷卻），利用半導(dǎo)體致冷器作恒溫器，其恒溫精確度可達(dá)±0.5～1℃。利用熱管的等溫性，在熱管中充入一定量的惰性氣體，當(dāng)熱源溫度變化時(shí)熱管中惰性氣體的體積就發(fā)生變化，同時(shí)外部表面的散熱面積也發(fā)生變化，從而達(dá)到恒溫的目的。

利用熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱和輻射換熱把元件、器件耗散的熱量散發(fā)至周圍環(huán)境?，F(xiàn)代電子設(shè)備常用的冷卻方法有：自然冷卻、強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻、液體冷卻、蒸發(fā)冷卻、汽水雙相流冷卻、半導(dǎo)體致冷、熱管散熱等。冷卻方法的選擇主要取決于元件、器件或設(shè)備的表面發(fā)熱功率密度及其所允許的溫升。 電子設(shè)備熱控制

自然冷卻 　利用發(fā)熱元件、器件與周圍物體之間的熱傳導(dǎo)、空氣的對(duì)流以及輻射換熱進(jìn)行散熱。自然冷卻設(shè)計(jì)的主要問題是：①電子設(shè)備發(fā)熱元件、器件的布局，應(yīng)有利于減小傳熱路徑上的熱阻和由于安裝不當(dāng)而引起的熱應(yīng)力。對(duì)于晶體管電路，應(yīng)設(shè)法降低晶體管的結(jié)溫，使其低于所允許的最高結(jié)溫。大功率晶體管可以用型材散熱器或叉指散熱器冷卻。集成電路可以采用導(dǎo)熱條（板）進(jìn)行傳導(dǎo)散熱。為了減小電子元件、器件安裝界面的熱阻，可在界面上涂一薄層導(dǎo)熱脂。對(duì)印制板較多的電子設(shè)備，應(yīng)注意其板間距離不應(yīng)過小，以免影響板間的對(duì)流換熱。②電子設(shè)備箱柜結(jié)構(gòu)的熱設(shè)計(jì)：電子設(shè)備的箱柜起著接收機(jī)箱、機(jī)柜內(nèi)部耗散的熱量并把它散發(fā)到周圍環(huán)境中去的作用。增加機(jī)殼表面的粗糙度，可以提高機(jī)箱、機(jī)柜的熱輻射能力；機(jī)殼表面的顏色對(duì)熱輻射能力并沒有明顯的影響。為了提高電子設(shè)備內(nèi)、外的對(duì)流散熱能力，可在機(jī)殼上開通風(fēng)孔，但進(jìn)、出風(fēng)口應(yīng)該遠(yuǎn)離，以免氣路短流而影響散熱效果。

緒論

第Ⅰ篇電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)

1概述

2電子設(shè)備熱控制理論基礎(chǔ)

3電子設(shè)備的自然冷卻

4電子設(shè)備的強(qiáng)迫空氣冷卻

5電子設(shè)備的液體冷卻

6冷板設(shè)計(jì)

7電子設(shè)備的蒸發(fā)冷卻

8熱電致冷器

9熱管

10電子設(shè)備熱測(cè)試技術(shù)

附錄

參考文獻(xiàn)

第Ⅱ篇振動(dòng)和沖擊隔離

11設(shè)備周圍的機(jī)械環(huán)境

12單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)

13多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)

14沖擊隔離

15隔振設(shè)計(jì)與阻尼減振技術(shù)

16振動(dòng)和沖擊測(cè)試技術(shù)

第Ⅲ篇電磁兼容性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

17電磁兼容性概述

18電磁場(chǎng)基礎(chǔ)

19屏蔽

20接地與搭接

21線纜敷設(shè)

22濾波

23電磁兼容性測(cè)試

參考文獻(xiàn)

第Ⅳ篇防腐蝕設(shè)計(jì)

24概述

25金屬電化學(xué)腐蝕基本原理

26各種環(huán)境中的腐蝕

27金屬材料的耐蝕性

28防腐蝕設(shè)計(jì)

29生物腐蝕與防護(hù)

30高分子材料的老化和防老化

31腐蝕試驗(yàn)

參考文獻(xiàn)

第Ⅴ篇電子設(shè)備造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

32造型設(shè)計(jì)總論

33人機(jī)工程學(xué)

34電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

35計(jì)算機(jī)輔導(dǎo)造型設(shè)計(jì)簡介

附錄

參考文獻(xiàn)