电子器件的散热与温度控制方法
电子电路PCB的散热分析与设计
电子电路PCB的散热分析与设计随着科技的不断发展，电子设备已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
然而，在电子设备运行过程中，由于电路板上的元器件会产生大量的热能，如果散热不良，会导致设备性能下降、可靠性降低甚至出现安全问题。
因此，针对电子电路PCB的散热分析与设计至关重要。
本文将结合实际案例，对电子电路PCB的散热问题进行分析和讨论。
电路板的热阻：热阻是表示热量传递难易程度的物理量，值越小表示热量传递越容易。
电路板的热阻主要包括元器件的热阻和电路板本身的热阻，其中元器件的热阻受到其功耗、结点温度等因素的影响。
自然对流：自然对流是指空气在温度差的作用下产生的流动现象。
在电子设备中，自然对流可将热量从电路板表面传递到周围环境中，从而降低电路板温度。
然而，自然对流的散热效果受到空气流动速度、环境温度等因素的影响。
强迫通风：强迫通风是通过风扇等装置强制空气流动，以增强电子设备的散热能力。
强迫通风的散热效果主要取决于风扇的功率、风量等因素。
选择合适的导热材料：导热材料具有将热量从高温区域传导到低温区域的能力，常用的导热材料包括金属、陶瓷、石墨烯等。
在电路板设计中，应根据元器件的功耗和结点温度等因素，选择合适的导热材料。
提高电路板表面的散热能力：提高电路板表面的散热能力可以有效降低电路板的温度。
常用的方法包括增加电路板表面积、加装散热片、使用热管等。
合理安排元器件的布局：元器件的布局对电路板的散热效果有着重要影响。
在布局时，应尽量将高功耗元器件放置在电路板的边缘或中心位置，以方便热量迅速散出。
同时，应避免将高功耗元器件过于集中，以防止局部温度过高。
增强自然对流：自然对流是电路板散热的重要途径之一。
在电路板设计中，应尽量减少对自然对流的阻碍，如避免使用过高的结构、保持电路板表面的平整度等。
可在电路板下方或周围增加通风口或风扇等装置，以增强自然对流的散热效果。
采用强迫通风：强迫通风可以显著提高电子设备的散热能力。
基于电子元器件的电动机温度自动控制
1 电动机的热管理
（1）
加热在电机通过铜、磁铁、层压和轴承的摩擦
温度升高还会导致焦耳损失 / 欧姆加热形式的损
损失是一个值得关注的原因 。由于这些热源而设置的 失 ，当电流通过导体产生热量时 ，就会发生功率损
热梯度会导致径向和轴向的应力 ，引起不均匀变形 。 失 。由于这取决于元件的电阻 ，更高的温度导致更高
表 2 显示冷却风扇和电机的控制过程。根据
器数据将采用模拟格式 ，并通过 ADC 转换为可处理 当前电机的温度 ，可以类似于表中提供的逻辑来控
的数字格式 。下一步涉及一个可选的 LCD，它可以 制风扇和电机的脾脏 ，以达到最佳的电源效率和寿
配置为显示温度和状态。下一阶段涉及冷却风扇和 命。在表中，逻辑已经被简化，但在实际实施时，
（1）微控制器引脚布局 PIC 微控制器 （ PIC16F877A）的结构如图 2 所示 。
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PRODVCT AND TECHNIC
产品与技术
电机的 PWM 电压控制 。这是使用 MCU 的 PWM 引 脚完成的 。可以在 MCU 内实现一个功能 ，根据温度 读数和电机的温度限制执行 PWM。安全温度极限列 于表 1 中 。
用的 MCU 引脚 ，以及与系统各个元素通信的方法 。 因此 ，MCU 应配置为从 ANO 读取数据并将其处理
LM35 温度传感器将放置在电机内部 。首先 ，通过 为二进制格式 。
单片机内置的 ADC 电路对 LM35 温度传感器的数据
（3）电机驱动器 IC 配置
进行处理 。模拟引脚和寄存器应该相应配置 。传感
电子器件散热及冷却的发展现状研究
３ ． １ 被动 式冷却
被 动式 冷却 是指 冷源 温度 高于环 境 温度 的 电 子 元件 散热 方式 ， 其 特 点 在 于 芯 片 温度 始 终 在 环 境 温度 以上 ， 没 有 制冷 机 构 ｊ 。按 照冷 却 介 质 的
的经济效率 ， 因而对电子器件散热与冷却 的研究
非 常有 限的 ， 所 以往往 被 用 于 发 热 量较 小 的 电子
２ 电子器件 的概念及范 围
电子 器件 指在 工厂 生产加 工 时改变 了分 子结 构 的成 品 ， 例 如 晶体 管 、 电子 管 、 集 成 电路 等 。 因 为它 本身 能产 生 电子 ， 对 电压 、 电流 有控 制变换 作
体器件 Ｊ 。
流换热系数 达 １ ０ —１ ０ ０ Ｗ／ （ ｉ ｎ ． Ｋ ） ， 目前这 种方
３ 电子器件散热及冷却 的发展现状
收稿 Ｅ ｔ 期： ２ ０ １ ３—１ ０— ３ ０
法 已得到广 泛应 用 Ｊ 。
作 者简介 ： 郭磊 （ １ ９ ８ ６一） ， 女， 硕士 ， 主要研究方向 ： 电子器 件散 热 、 斯特林制冷机 。
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｉ ｎ ｇ ａ ｍａ ｊ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｒ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｕ ｍ ｍ ａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｎ —
摘要 ： 随着 电子器件越来越微型 、 高效 ， 对于其产生 的热量进行疏散和冷却逐 渐成为研究 热点和难点 。文中首 先对 目前 国内外的 电子器件散热与冷却方式进行 了梳理 ， 在此 基础上 介绍 了一 些新 的冷却方 式 ， 最 后对 电子器件
环磁电感器的散热设计方案
环磁电感器的散热设计方案环磁电感器的散热设计方案背景环磁电感器是一种常见的电子元器件，广泛应用于电子产品的电源管理、通讯设备、工业控制等领域。
然而，由于环磁电感器在正常工作时会产生一定的热量，不合理的散热设计可能导致其温度过高，进而影响电感器的性能、寿命甚至引发故障。
目标本方案的目标是设计一种有效的散热方案，以确保环磁电感器在工作过程中保持适宜的温度，提高其稳定性和可靠性。
方案为了实现上述目标，我们提出以下散热设计方案：1.散热材料选择–选用具有良好导热性能的散热材料，如铝合金、铜等，以提高热量传导效率。
–避免使用导热性能较差的材料，如塑料、绝缘材料等，以防止热量在电感器内部累积。
2.散热结构设计–采用散热片、散热鳍片等结构，增大散热面积，提高热量散发效果。
–合理设计散热结构的形状和尺寸，以便有效散热的同时，不过度增加元器件的体积和重量。
3.散热通道设计–设计合理的散热通道，以便空气能够顺畅地流过散热结构，带走热量。
–避免散热通道的阻塞，保证散热效果的稳定性和可靠性。
4.温度监测和控制–安装温度传感器，监测环磁电感器的温度变化，及时采取措施进行热量的调节和散发。
–设计合适的温度控制机制，在温度超过安全范围时启动散热装置和控制电路，保证环磁电感器的工作温度稳定在安全范围内。
结论以上方案是一种优秀的环磁电感器散热设计方案，能够有效提高环磁电感器的热量散发效率，确保其在正常工作情况下保持适宜的温度。
在方案实施过程中，应根据实际情况进行针对性的优化和调整，以取得最佳的散热效果。
同时，合理的散热设计也有助于提高环磁电感器的使用寿命和稳定性，促进电子产品的整体性能提升。
环磁电感器的散热设计方案（续）方案（续）5.散热材料表面处理–对散热材料进行表面处理，如阳极氧化、化学镀铜等，提高其表面导热性能，进一步提升散热效果。
–注意处理过程中不要使散热材料表面产生不均匀、粗糙或者气孔等缺陷，以免影响散热效果。
6.散热装置的选择和安装–根据环磁电感器的功耗、尺寸等特性，选择适合的散热装置，如风扇、散热管等。
简单实用的10种PCB散热方法解析!
对于企业电子技术设备管理来说，工作时都会影响产生具有一定的热量，从而使设备进行内部控制温度迅速发展上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子信息设备的可靠性能就会下降。
因此，对电路板进行良好的散热处理非常重要。
PCB 板的散热是一个非常重要的环节，那么PCB 板的散热技巧是怎样的，下面我们一起来讨论一下。
01目前广泛使用的通过PCB板本身散热的PCB板是覆铜玻璃布基板或酚醛树脂玻璃布基板，也有少数纸基覆铜板。
虽然这些基板具有优良的电气性能和加工性能，但是散热性能差，作为高加热元件的散热方式，几乎不能指望由PCB 本身的树脂导热，它把热量从元件表面辐射到周围的空气中。
但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。
同时企业由于QFP、BGA等表面进行安装一个元件的大量资金使用，元器件发展产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决方式散热的最好研究方法是提高与发热元件可以直接影响接触的PCB自身的散热技术能力，通过PCB板传导出去或散发出去。
散热铜箔和大面积供电铜箔▼热过孔▼IC背面裸露铜，减少铜皮与空气之间的热阻。
PCB布局热敏装置置于冷风区。
温度检测器放置在最热的位置。
同一印制板上的器件应尽可能按其发热量和散热量排列。
发热量低或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等。
)应放置在冷却气流的上游(入口)，而发热量高或耐热性好的器件(如功率晶体管和大规模集成电路等。
)应放置在冷却气流的下游。
在水平方向上，大功率器件尽可能靠近PCB 的边缘以缩短传热路径，而在垂直方向上，大功率器件尽可能靠近PCB 的顶部，以降低这些器件在其他器件温度上的运行。
设备中印刷电路板的散热主要依靠气流，设计时需要研究气流路径，合理配置器件或印刷电路板。
空气往往流入电阻较低的区域，因此在配置印刷电路板上的设备时，应避免留下较大的空间。
电子设备的散热方法
例：用水作为冷却剂的液体冷却，换热量可 达40～80 W／cm2，最大可达120 W／cm2 国内大多数大功率发射机的发射管(如速调 管、行波管、返波管、磁控管等)都采用液 冷方法。
按冷却方式来分，液体冷却可分为直接液冷 和间接液冷两种。 1．直接液冷 直接冷却是冷却液体与发热元器件直接接触 而进行的热交换。热源将热量传给冷却液 体，再由冷却液体将热量传递出去。直接 液冷的散热作用主要依靠冷却液的对流换 Байду номын сангаас。
1．蒸发冷却原理 物质从液态变为气态的过程称为汽化。 汽化有两种形式：一种仅在液体自由表面上汽化， 称为蒸发，它在各种温度下都能发生；另一种不 仅在液体表面汽化，而且在液体内部也同时汽化， 这种汽化称为沸腾。 不论是蒸发还是沸腾，都需要一定的热量。 在一个大气压下，I kg水变成蒸汽需要吸收627W 的热量，蒸发冷却就是利用这个原理来冷却发热 电子器件。
液体冷却 蒸发冷却 半导体制冷
当电子设备的热流密度较大，靠强迫风冷 无法控制温升时， 或虽可用强迫风冷，但 冷却用散热器必须很大，在结构上难以实 现时， 或空用电子设备因空气密度小，难 以使用强迫风冷时，可采用液体冷却。
优点：由于液体的导热系数和热容比空气大 得多，所以与风冷相比较，液冷具有换热 热阻小，冷却效率高等优点。 缺点：冷却系统比较复杂，体积、重量较大， 设备费用较高，维修较困难。
2．蒸发冷却系统的组成 图所示为电子设备蒸发冷却系统。它由热 源(发射管)、蒸发锅、冷凝器、水位控制箱、 压力连锁装置以及各种管系等主要部件组 成。
2．蒸发冷却系统的组成 置于蒸发锅里的发射管工作时，发射管耗散 的热量传给水，水达到饱和温度后开始沸 腾变成蒸汽，蒸汽经汽室上升沿蒸汽绝热 管进入冷凝器，冷凝水经过回水管又返回 蒸发锅，以形成一个循环。为了防止蒸发 锅水位下降，使阴极暴露于水面造成烧坏， 通常采用均压管，使水位控制箱与蒸发锅 水位处于同一水平线，以保证必要的水位。
电子器件的散热技术及其计算方法
电子器件的散热技术及其计算方法翁建华;舒宏坤;崔晓钰【摘要】介绍了电子器件散热中常用的部件,包括热管、散热器、微型风扇等,以及为满足不断提高的热流密度而出现的新型散热部件,如振荡热管、微槽道散热器等.同时,结合电子器件散热特点,总结了散热计算的一些方法.这些计算方法是进行产品热设计和热分析的重要工具.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2015(028)006【总页数】3页(P42-44)【关键词】电子器件;热设计;散热;计算方法【作者】翁建华;舒宏坤;崔晓钰【作者单位】上海电力学院能源与机械工程学院,上海200090;上海电力学院能源与机械工程学院,上海200090;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TK124电子器件的散热方式有导热、对流和辐射，而对流又分为自然对流和强制对流。
按散热所使用的介质，又可分为气体散热和液体散热；按是否使用运动部件，散热又有被动和主动之分。
比如，室内照明用大功率LED主要通过空气自然对流、被动方式进行散热，而微型和小型计算机CPU则主要通过空气冷却、主动方式进行散热［1，2］。
随着电子技术的快速发展，电子元器件的集成度越来越高，热流密度越来越大，散热问题也越来越突出。
因此，电子器件的散热问题也越来越引起产品设计人员的重视。
本文介绍电子产品常用的散热部件及其发展、以及散热问题的一些计算方法，供设计人员参考。
电子器件散热常用部件主要有热管、散热器、微型风扇等，近年来又出现了一些新型散热部件和散热材料，如振荡热管、平板型热管、石墨材料、微槽道等，以满足高热流密度电子元器件散热的需要。
1.1 热管普通热管由管壳、吸液芯等组成，管内充有适量的工作介质。
热管内的工作介质在蒸发段吸收热量，由液态蒸发为汽态，在管的冷凝段释放热量，由汽态凝结为液态，再由吸液芯回流至蒸发段，热量就由热管的一侧传递至另一侧［3］。
热管是一种高效的传热元件，其传热热阻很低，如用于某型号笔记本电脑的热管其传热热阻仅为0.016K/W。
电子器件中的热管理技术
电子器件中的热管理技术随着科技的不断发展，电子器件在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
从智能手机到电脑，从家用电器到汽车，电子器件已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
然而，随着电子器件的不断发展和进步，它们所产生的热量也越来越大，这给热管理技术提出了更高的要求。
一、热管理技术的重要性电子器件在工作过程中会产生大量的热量，这不仅会影响器件的性能和寿命，还可能引发火灾等安全问题。
因此，热管理技术的重要性不言而喻。
好的热管理技术可以有效地将热量从器件中传导出去，保持器件的稳定工作温度，延长器件的使用寿命。
二、热管理技术的挑战随着电子器件的不断发展和进步，其尺寸越来越小，功耗越来越高。
这使得热管理技术面临着巨大的挑战。
首先，尺寸越小，散热面积就越小，热量的散发效率就越低。
其次，功耗越高，热量的产生速度就越快，要及时有效地散热就更加困难。
因此，研究和开发高效的热管理技术成为了当今电子器件领域的重要课题。
三、热管理技术的发展方向为了解决电子器件中的热管理问题，科学家和工程师们进行了大量的研究和探索，提出了许多创新的热管理技术。
以下是一些热管理技术的发展方向：1. 热导技术：热导技术是一种将热量从热源传导到散热器的技术。
传统的热导技术通常使用金属材料作为传导介质，但是随着热导材料的研究和发展，新型的热导材料如石墨烯等也被广泛应用于热管理领域。
2. 热辐射技术：热辐射技术是一种通过辐射热量的方式进行散热的技术。
目前，热辐射技术已经在太阳能电池板、LED灯等领域得到了广泛应用。
未来，热辐射技术有望在电子器件中发挥更大的作用。
3. 热传导技术：热传导技术是一种通过传导热量的方式进行散热的技术。
传统的热传导技术通常使用导热膏等材料来提高热量的传导效率，但是随着热传导材料的研究和发展，新型的热传导材料如碳纳米管等也被广泛应用于热管理领域。
四、热管理技术的应用领域热管理技术在电子器件中的应用领域非常广泛。
以下是一些常见的应用领域：1. 智能手机：智能手机作为我们日常生活中不可或缺的一部分，其热管理技术尤为重要。
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电子器件的散热与温度控制方法
电子器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效地散热和控制温度，
会导致电子器件的性能下降甚至损坏。
因此，掌握电子器件的散热与温度控制方法对于保证电子器件的正常工作至关重要。
本文将详细介绍电子器件散热与温度控制的步骤，并分点列出。
1. 确定散热需求
- 根据电子器件的功耗和工作环境，确定散热需求。
不同的电子器件具有不同
的功耗特性，对散热的需求也不同。
- 对于功耗较低的电子器件，散热需求相对较小，可以采用 passively cooled 散
热方式。
- 对于功耗较高的电子器件，散热需求较大，需要采用 actively cooled 散热方式。
2. 散热设计
- 根据散热需求，进行散热设计。
散热设计是确保电子器件能够有效地散热的
关键。
- 首先，选择合适的散热材料，如铝、铜等。
散热材料的热导率较高，有助于
热量的传导。
- 其次，设计散热器的结构和形状。
散热器通常由散热片、风扇和散热管等组成，可以提高热量的传导和散发效率。
- 最后，确保散热器的安装和连接密封良好，避免热量的泄漏。
3. 排列电子器件
- 在设计电路板时，合理排列电子器件，以增加散热效果。
- 电子器件之间应保持一定的间隔，避免热量的互相干扰。
- 对于功耗较高的电子器件，可以增加相邻器件之间的散热导管，以增强热量
的传导和散发。
4. 温度控制方法
- 根据电子器件的工作温度范围，设置合理的温度控制方法。
- 常见的温度控制方法包括使用温度传感器和温度控制器。
- 温度传感器可以实时感知电子器件的温度变化，并通过温度控制器进行反馈
控制。
- 温度控制器根据温度传感器的反馈信号，调整散热器的工作状态，以达到控
制温度的目的。
总结：
电子器件的散热与温度控制是保证其正常工作的重要环节。
通过确定散热需求，进行散热设计，合理排列电子器件以及采用合适的温度控制方法，可以有效地控制电子器件的温度，保证其性能和寿命。
本文对电子器件的散热与温度控制方法进行了详细介绍和步骤分点列出，希望对读者有所帮助。