散热在结构设计中的应用
电器产品内部结构设计注意事项
电器产品内部结构设计注意事项
1.电路板设计：在设计电路板时，应注意电路板的厚度和线路的走向，以确保电器产品的稳定性和可靠性。
2. 散热设计：在电器产品的内部结构设计中，散热是非常重要的一个方面。
设计时应考虑散热片的大小和位置，以及风扇的数量和吹风方向等。
3. 连接件的选择：连接件的选用应考虑到其连接的可靠性和易于拆卸的便利性，同时还要考虑到其耐高温和抗腐蚀的能力。
4. 电源和开关的布局：在设计内部结构时，应考虑到电源和开关的位置布局，以确保产品的安全性和易于操作性。
5. 面板设计：面板是电器产品的重要组成部分，其设计应符合人体工程学原理，易于操作和美观大方。
6. 电子元器件的固定：在放置电子元器件时，应考虑到它们的体积和重量，以及其固定的方式、位置和数量等因素。
7. 电器产品尺寸设计：在设计电器产品尺寸时，应考虑到其实际使用场景和空间限制，以确保产品的便携和易于存储。
8. 材料的选择：在设计内部结构时，应选择适合产品使用的材料，如耐高温、耐腐蚀和耐磨损的材料等。
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开关柜结构散热与通风的设计
开关柜结构散热与通风的设计摘要:金属封闭式开关设备运行时,因柜内发热元器件比较多,温升过高会引起电器的机械性能和电气性能下降,最后导致高压电器的工作故障,甚至造成严重事故。
为了保证高压电器在工作年限内安全运行,必须将柜内温升控制在标准规定的允许温度之内,在开关柜结构设计时,就要考虑散热与通风的设计。
关健词:开关柜;散热;通风1 开关柜结构散热与通风的设计原则1.1 柜进风口要大于风道进风口,建议比值为1.5:1。
1.2 柜进风口要低于风道进风口。
1.3 在柜进风口和风道进风口之间,不应有明显的障碍物和发热器件。
1.4 出风口必须和风机配合设计,并尽可能放置于柜体顶部。
1.5 柜体出风口,即风道上风口应距风机进风口有一定距离,一般应为100~200mm,使风道中的风在截面上尽可能均匀。
1.6 对柜体内无风道的强迫风冷,特别要注意进风口位置和大小的设置,它的设置对冷却效果有极大的影响。
1.7 当柜体无防护等级要求,而柜底又没有进线电缆地沟时,柜体可不要底板,也不需要单独设计进风口。
1.8 当柜体的防护等级达到IP50,在进风口需加设进风网板过滤时,就要加大进风口的面积,以保证风机的需要,不可使柜内造成负压状态,而不利于散热。
必要时要在进风口安装风机,强迫进风以保证冷却需要。
1.9 当设计较大的并联风道、特殊风道时,或当设备内无风道而又有多处热源时,柜体设计要和内部设计一起进行,并有效地互相配合。
2 自然风冷散热的结构设计2.1 自然风冷散热的设备内部空间应比较宽敞,有较大的散热空间。
2.2 设备应有足够的顺畅的空气通道。
(1)设备下部设进风口。
如设备无底板及有地沟,可不单独设进风口。
(2)设备上部设出风口。
采用不加顶盖、顶盖支起、顶盖冲各种网孔等,而且进出风口尽可能要和柜体防护等级一致,(3)设备内部的发热器件尽可能放置在设备上部,便于散热,并可避免热量影响其它部件。
2.3 当有很重的发热部件(大变压器)必须放置在下部时,则应使其上部有较大的空间或空气通道,必要时应将热量引开,另设出风口排气。
散热解决方案
散热解决方案散热是指将电子设备内部产生的热量迅速传导到周围环境中，以保持设备正常工作温度的过程。
随着电子设备性能的不断提高和功耗的增加，散热问题也日益突出。
为了解决散热问题，人们提出了许多解决方案。
1. 散热设计散热设计是指在产品设计过程中考虑散热问题，通过合理的结构、布局和材料选取等措施来提高散热效果。
例如，采用散热片、散热鳍片等结构来增大散热面积，增加散热效率；合理设置风道和散热孔，以促进空气流动和热量传导；选用散热性能好的材料，如铝合金、铜等，来提高散热效果。
2. 散热材料散热材料是指具有良好散热性能的材料，可以快速将热量传导和辐射到周围环境中。
常用的散热材料包括导热胶、导热硅脂、导热绝缘胶垫等。
这些材料具有导热性能好、绝缘性能好、耐高温等特点，可以有效提高散热效果。
3. 散热风扇散热风扇是常用的散热解决方案之一，通过风扇的旋转产生风流，将热量带走。
风扇可以采用直流风扇、交流风扇等不同类型，根据设备功耗和散热需求选择合适的风扇。
同时，还可以通过设计合理的风道和散热孔，以提高风扇的散热效果。
4. 金属散热片金属散热片是一种常用的散热解决方案，如铝合金散热片、铜散热片等。
金属散热片通过其良好的导热性能，将热量迅速传导到散热面，并通过自然对流或利用风扇帮助散热。
金属散热片具有散热效果好、耐高温、结构稳定等特点，广泛应用于电脑、手机、电视等电子设备中。
5. 散热管散热管是一种将热量传导到散热面的管道，通常由金属材料制成。
散热管通过管道内的工质在蒸发和冷凝的过程中，不断将热量从热源处传导到散热面。
散热管具有传导效果好、可弯曲、结构紧凑等特点，适用于狭小空间和高功率设备的散热需求。
总之，散热问题在电子设备中十分重要，需要综合考虑散热设计、散热材料、散热风扇、金属散热片、散热管等多种解决方案。
通过合理的设计和选择，可以提高设备的散热效果，保证设备的正常工作温度，延长设备的使用寿命。
一种机柜结构设计中的散热分析
1.1 系 统 的 总 发 热 功 率 散热分析的目的是确定需要采用哪些散热方式以
将 发 热 功 耗 传 递 给 环 境 袁故 分 析 的 第 一 步 是 确 定 系 统 的 发 热 功 耗 袁 有 的 资 料 上 也 叫 TDP ( Thermal Design
Power ) 遥 系 统 都 是 由 许 多 的 元 器 件 组 成 的 袁如 果 将 每 个 元
号 尧控 制 信 号 等 有 用 的 功 率 袁但 这 些 有 用 信 号 的 功 率
实 际 上 都 非 常 小 袁故
E觶 out = Q觶 = E觶 in
渊4冤
此 处 的 Q觶 就 是 系 统 的 总 发 热 功 耗 袁 即 系 统 的 输 入 功 率 全 部 转 化 成 了 热 功 耗 并 传 递 给 了 周 围 环 境 遥通 常 的 电子电气产品如果没有射频或驱动电流输出而只有信 号 输 出 的 话 袁就 非 常 容 易 判 断 出 总 的 发 热 功 耗 遥
中 图 分 类 号 院 TM51
文献标识码院 A
DOI 院 10 . 19694 / j . cnki . issn2095 - 2457 . 2019 . 35 . 011
文 章 编 号 院 2095 - 2457 渊2019冤35-0025-003
0 引言
1 散热分析过程
随 着 我 国 工 业 技 术 的 不 断 进 步 袁电 子 产 品 也 在 迅 速 发 展 袁单 位 面 积 上 集 成 的 元 器 件 越 来 越 多 遥在 工 业 控 制 领 域 袁电 子 电 气 产 品 通 常 是 以 机 柜 为 载 体 遥机 柜 内 部 布 置 了 大 量 的 印 制 板 袁每 块 印 制 板 上 分 布 着 很 多 电 子 元 器 件 遥随 着 集 成 度 的 提 高 袁热 流 密 度 高 达 上 百 瓦 每 平 方 厘 米 渊 W / cm2 冤 的 元 器 件 很 常 见 袁 这 些 元 器 件 主 要 是 具 有 运 算 功 能 的 芯 片 遥如 何 将 这 些 芯 片 上 产 生 的 热 量 渊单 位 院焦 耳 冤传 递 给 机 柜 内 部 渊机 柜 内 部 的 空 气 和 机 柜 的 外 壳 冤袁 然 后 再 将 这 些 热 量 从 机 柜 内 部 传 递 给 机 柜 外 部 的 环 境 就 显 得 非 常 必 要 遥本 文 主 要 讨 论 将热量从机柜内部传递给外部环境这个环节的散热分 析 袁对 于 热 量 从 元 器 件 传 递 给 机 柜 内 部 这 个 环 节 的 散 热分析只简要述及遥
散热结构设计案例
散热结构设计案例一些常见的散热结构设计案例包括：1. 散热片：散热片可以看作是一个传导热量的空间，使得热量可以在其中扩散，从而提高散热效果。
2. 风扇散热：风扇散热是一种通过强制空气流动来加快热量散发的方式。
在设计中，需要考虑风扇的大小、转速、方向和位置等因素来实现最佳的散热效果。
3. 液冷散热：液冷散热使用循环的液体冷却器来将热量从CPU等组件中转移。
这种设计需要考虑循环泵的大小、散热器的大小和形状、管道布局等因素。
4. 热管式散热：热管式散热通过将热能从一个端点传输到另一个端点来实现热量散发。
这种设计需要考虑热管的长度、直径、材质和散热器的大小和形状等因素。
5. 热管翅片散热系统：这种系统结合了热管和翅片两种散热方式。
热管将热量从热源传输到翅片，而翅片则通过扩大散热表面积，提供更大的热散发面来提高散热效果。
6. 相变散热：相变散热利用材料的相变特性，例如从液态到气态的转变，释放大量的潜热来散热。
这种设计适用于高功率密度的设备，例如电子芯片。
7. 热管塔式散热：热管塔式散热是一种使用多个热管和散热鳍片组成的结构。
这种设计有助于提高热传导和散热面积，从而提高散热效果。
8. 微流道散热器：微流道散热器利用微小通道将热量从热源传输到冷却介质中。
这种设计具有高热传导效率和紧凑的结构，适用于小型电子设备和高功率密度场景。
9. 聚合散热：聚合散热是一种通过将多个散热结构组合在一起来提高整体散热效果的设计。
例如，可以将散热片、风扇和热管等结构组合在一起，以增加散热能力。
以上是一些常见的散热结构设计案例，不同的散热结构都有着自己的优缺点和适用场景，选择合适的散热结构需要考虑多方面因素并进行综合分析。
实际设计过程中需要根据具体应用场景和要求来选择最合适的散热结构，并进行合理的优化和调整。
散热器的原理分析和结构设计
散热器的原理分析和结构设计摘要：随着疫情好转，国内经济不断复苏，火电、冶金等行业的产能也得到进一步释放。
而这些行业的发展都来不开散热器。
本文以凯络文公司生产的工业热交换器为例，详细介绍散热器的结构和原理。
关键词：散热器；结构；原理1 散热器的原理散热器一般利用外部的空气对管内的水(油)进行冷却，即散热器通过循环水(油)泵，对循环水(油)进行强制循环，再通过轴流风机提供冷却空气，且水(油)流与空气流形成错流布置进行热交换，热量首先从热水(油)通过对流作用传给冷却管内壁，然后通过传导作用传给冷却管外壁，再通过传导作用从冷却管外壁传给散热翅片，最后和冷空气的对流作用，把热量转移到空气中并带走，从而达到把热水(油)降到合适的工作温度的目的，如图1所示。
图1 散热器传热原理图2 散热器其结构设计依据散热器根据风机的安装形式分为引风式和鼓风式两种结构。
2.1 引风式散热器引风式散热器的管束位于风机的吸风侧(即风机位于顶部)，由于风筒对换热翅片管有着很好的阻挡阳光、风、雨、雪的作用，使得引风式散热器具有较稳定的换热性能，同时它具有风量分配均匀、热循环少、污损少、低噪音的特性。
2.2 鼓风式散热器鼓风式散热器的管束位于风机的排风侧(即风机位于底部），由于风机电机始终处于较冷的空气环境中,可允许处理较高温度的工艺介质，从而保持较长的使用寿命。
3 散热器的结构散热器主要由支腿、芯组、风机、膨胀水箱、液位仪等单元组成。
图2 散热器结构图3.1 支腿（钢构）为了将散热器安装到合适的高度，需采用支腿或钢构支撑固定，支腿用钢板折边焊接而成，若支撑高度大于等于1米时，则用型钢做成的钢构来支撑，它由立柱、横梁等组成，具有良好的稳定性，可供散热器单个或组合使用，具体钢构应根据客户要求和使用环境进行设计。
3.2 芯组芯组是散热器的核心部件,冷空气以一定的流速流过芯组以冷却管内的热水（油），达到换热目的。
其芯组采用刚性独立的结构,便于整体装卸、组合;冷却芯组由数根冷却管、凯络文专有片型的散热翅片、前后管板、中间管板、左右侧板及集箱等构成,冷却管采用耐腐蚀性能的铜或铜合金或不锈钢材料,按正三角形排列,翅片与冷却管采用内胀方式连接,芯组均采用适应翅片管热膨胀的措施;最低一排翅片管下面设支撑梁,与芯组侧板固定,支撑梁部位的各排翅片管均布支撑件,集箱配有放泄阀,作为排污、排水、放气口、通常翅片采用铝带冲制而成，也可根据客户需要在翅片上附加保护涂层，或使用铜翅片。
吹气散热结构设计案例
吹气散热结构设计案例摘要：一、引言二、吹气散热结构的设计原理1.空气流动原理2.散热器结构设计3.风道设计三、吹气散热结构的应用案例1.电子产品散热2.汽车发动机散热3.建筑通风散热四、吹气散热结构的设计要点1.空气入口设计2.风速与温差控制3.材料选择五、结论正文：一、引言随着科技的飞速发展，各种电子设备、发动机等产品的功率不断提高，散热问题成为设计者们关注的重点。
吹气散热结构作为一种有效的散热方式，在众多领域得到了广泛应用。
本文将通过案例分析，探讨吹气散热结构的设计原理、应用案例及设计要点。
二、吹气散热结构的设计原理1.空气流动原理吹气散热结构利用空气流动原理，通过高速气流带走热量，降低设备温度。
空气在流动过程中，热量会从高温物体传递到低温物体，达到散热的目的。
2.散热器结构设计散热器是吹气散热结构的核心部分，其结构设计直接影响到散热效果。
常见的散热器结构包括鳍片式、平板式、空冷式等，设计师可根据实际情况选择适合的产品。
3.风道设计风道设计目的是使气流顺畅通过散热器，提高散热效果。
风道形状、尺寸和弯曲角度等因素都需要仔细考虑。
合理的风道设计可以降低气流阻力，提高散热效率。
三、吹气散热结构的应用案例1.电子产品散热电子产品，如手机、笔记本等，采用吹气散热结构可以有效降低设备温度，提高使用寿命。
如智能手机中的液冷散热技术，通过特殊设计的风道，使气流快速通过主板，带走热量。
2.汽车发动机散热汽车发动机是汽车核心部件，对其散热有极高要求。
吹气散热结构在汽车发动机中的应用可以分为水冷式和空冷式。
水冷式采用散热器和水泵实现循环散热；空冷式则通过风扇和散热器实现空气散热。
3.建筑通风散热在建筑设计中，吹气散热结构也发挥着重要作用。
如设置合理的通风口和风道，利用建筑物内外空气流动实现自然通风，降低室内温度，提高居住舒适度。
四、吹气散热结构的设计要点1.空气入口设计空气入口设计要考虑到气流的稳定性，避免气流紊乱，影响散热效果。
热仿真技术在电池散热结构设计上的应用
１ ０ ６ ・
科 技 论 坛
热仿真技术在 电池散热结构设计上的应用
陈永杰 ， 崔凯兴 ｚ （ １ 、 中国电子科技集 团公 司第十八研究所 ， 天津 ３ ０ ０ ３ ８ ４ ２ 、 海军驻昆明地 区军代表 办事 处， 云南 昆明 ６ ５ ０ ０ ５ １ ） 摘 要： 热设计技术是大型锂一次动力电池组 的关键技 术。运 用计算机热仿 真技术分析比较在不 同的电池箱结构 时单体 电池及 电池 模块的稳 态温升及温度 场分布情况。热仿真分析表明 ： 合理设计 电池箱的散 热结构， 可以显著降低 电池组工作 时的稳态温升 。 关键 词 ： 锂 一 次 电池 ； 热仿真（ 稳 态） ； 散 热
２ 研 究 对 象
平 均发热 功率 Ｗ
１ ． ８ ５
体 积生 热功 率 ｗ ／ ｍ
８ ４４ ห้องสมุดไป่ตู้
表 ２ 单 体 电池 组 成材 料 的导 热 系数
材 料
导 热 系 数 ｗ／ （ ｍ． ｋ ） 某 型锂 一次 电池 组采用 模块 式结 构设计 ， 由若 干模 块组 成 ， 每个模 块 由若干 单体 电池 串并联 构成 。 因此我们 的研 究对 象有 两个 ： 单 体电池 和 电池 模块 。 ２ ． １单体 电池 单 体 电池结 构示 意 图见 图 １ 。图 中 Ａ点 为 电池 极板 组 中心 点， Ｂ点 为 电池 表 面中心 点 。电池 内部极 板组 为叠 片式 结构 ， 由 若干 正极材 料 、 隔膜 、 负极 材料堆 叠 而成 。单体 电池 的基本 外形 尺寸 为 ： Ｌ ｘ：９ ５ ａ ｒ ｍ， Ｌ ｙ＝ １ ４ ０ ｍ ｍ， Ｌ ｚ： ２ ２ ｍｍ。 ２ ． ２ 电池 模 块 电池组 采用 模块 化设计 ， 由若 干单 体 串并联组 成单 个模 块 ， 若干个 模块 再组 成 电池组 。模块 化成 组技 术 的优点 是便 于装 配 和维 护 ， 节省 重量 和体 积 ， 缺点 是 电池排 布 紧密 ， 不 利 于热 量散 发， 容 易造成热 量积 聚 ， 需 要对 电池模 块箱 进行 散热设 计 和仿 真 计算 。模块 结构示 意 图如 图 ２ 、 图 ３所示 。 图 ２ 模块 结构 示意 图（ 三维 ） ３ 热 仿 真 建 模 的 基 础 数 据 ３ ． １ 产 热功 率 为 了准确模 拟单 体 电池 和模 块 电池 的稳 态温 升 ，需要 知 道 单体 电池 的发 热功 率 。采用 绝热法 对若 干单 体分别 进行 了发 热 功率 的测试 ， 数据 见表 １ 。再 对此 三个单体 的发热 功率取 算术 平 均， 则 得到单 体 电池 的发热 功率 为 １ ． ８ ５ ｗ。 根据 极板组 的体积 ， 算 出热 仿真需 要 的体积生 热功率 为 ８ １ ２ ５ ｗ ／ ｍ ， 。 ４ ６ ９ １ 。图 ５为网格 图。 在 以下 的 单 体 电 池 热 仿 真 和模 块 电 池 热 仿 真 中 ，采 用 单 元数为 ６ ４ ． １ ． ２ 设定 边界条 件并计 算 ８ １ ２ ５ ｗ ／ ｍ 的体积 生热 功率进 行仿真计 算 。 因为单体放 电温 升较低 ， 辐 射散热 的影 响较小 ， 因此 ， 仅考 虑 ３ ． ２ 获 取 电池 热物性 参数 对 流换热 的影 响 ， 其 热模 型 的边 界条件 可用式 （ ３ ） 描述 。 稳态 热仿 真需要 知道 各组 成物 质 的导热 系数 。单 体 电池 由 绝缘 膜 、 壳体 、 极板组 、 正极耳 、 负极耳 构成 ， 壳 体材 料 为铝 ， 极 板 组 由正极 、 隔膜 、 负极、 电解 液组成 ， 其 导热 系数见 表 ２ 。 式 中： —— 电 池表 面材 料 的导 热 系 数 ， Ｔ —— 电池 表 面 温 根 据公 式 （ １ ） 、 （ ２ ） ， 以及表 ２确定 的热物 性参 数 ， 计 算得 到 度 ， ｈ —— 电池 表面与 空气 间 的对 流换 热 系数 ， Ｔ —— 空气 温度 ， 单 体 极 板组 的导 热 系数 ｚ＝ ２ ． ４ ｗ ／（ ｍ． ｋ ） ， 入 ｙ ｘ＝ ２ ０ ． １ ｗ ／ （ ｍ． ｒ ｌ 表示垂 直 电池 表面 的矢量方 向。
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散热在结构设计中的应用___专栏！
包括，散热方式的选择，结构的设计，材料选用等
我先根据个人的一点经验，总结出来随便谈谈。
根据热传导的途径来说，散热相应有以下三种主要方式：
一、散热片导热式散热
1、良好接触面：要求发热件与散热片要有良好接触，尽可能降低接触热阻，所以最好有大的接触面，接触面还需要有较高的光洁度，为了弥补因接触面的粗糙而导致的贴合不良，可以在中间涂抹导热脂，可以有效降低接触热阻；
2、良好的导热材料：铜、铝都有较好的导热性能，铜的导热系数虽然优于铝，但铜有密度太高、价格贵的缺点，所以实际应用中铝材是应用最多；
3、散热片固定方式：这个也是比较重要的一环，如果不能把发热件与散热片良好接触，也是无法有效把热量传导到散热器上的，应用中有直接用螺丝钉紧固的，也有用弹簧片压固的，可以根据需要选择设计，需要说明的是，有些功率器件和散热片之间有绝缘要求，中间选用的绝缘材料就一定要选用低热阻的材料，比如：聚脂薄膜、云母片等，实际安装中还要注意固定位置应使用受力均匀分布；
4、散热片的形状：包括页片与基材的形状尺寸，要有尽可能加大散热表面积，这样散热片的热量才能快速与周围空气对流，比如说增加页片数目、在页片上做波浪纹都是好办法；基材要厚一些比较好，长而薄的散热片效率很差，在远端基本上是不起作用的了；
二、对流散热
1、自然对流：发热器件或者散热片的热量可以是依靠自然对流散热，这样的话，发热件或者散热片最好以长边取为垂直方向为佳，而且要尽量使散热片的横断面与水平面方向平行，因为热空气是上升的，这样才比较有利于空气流通，象单面页片式的散热器就比较适合安装在机体背板以自然对流方式散热；
2、强制对流：采用风扇强制吸、排的方式拉动一个风场来加强空气对流，是比较有效的散热方式，可以根据需要选择合适的风扇规格与数目，在设计上要注意的有这么几点：
A、各风扇风场方向要一致，不要互相打架，否则效率肯定大打折扣，对机箱内部来说最好有相应的进风口与出风口，可以参考一下下面的附图，是一块显卡的散热设计；
B、采用强制风冷时，对于页片式散热片来说，要使页片方向与风道气流方向一致
c、机箱上要根据风场的需要留出相应的散热孔，散热孔并非越多、越大就越好，首先散热孔的大小根据不同的安规等级有相应限制，还要考虑EMI的要求（可以参考一下附图）；另外，重为重要的是：散热孔的分布要与风道气流的流向吻合，
三、辐射散热
这种散热方式给设计者留出的空间相对较少，对于发热器件与散热片来说，表面光洁度越高，辐射效率越差，所以比较廉价而且较有效的一个手段是把铝型材散热器表面做氧化处理，这层氧化层可以大大改善辐射效率（比如，一个表面研磨光洁的散热片，表面辐射率可能在0.1左右，做过氧化处理后，辐射率的值可以升高到1）
当然现在还有其他多种多样的散热方式，如液体致冷，但基本思路都是围绕这几方面来考虑的，希望大家都来谈谈自己的经验。
风冷时风道设计很重要
散热片与PCB接触处可敷铜，让PCB也导去相当热量
如果成本允许，可用镶铜的铝散热片，以利用铜导热快，铝散热/成本性价比高的优势
大概的散热面积估算：
S=发热功率/(传热系数X温差)
zj8352 wrote:
常用的一个简化公式P=△T/θj
p为发热功率θj为热阻类似与电阻
我还没有搞的太清楚
补充一个完整的说明：
P=H*A*η*△T
P：散热片与周围空气的热交换总量（W）；
H：散热片的总热传导率（W/CM2*℃），由辐射及对流两方面决定；
A：散热片表面积（CM2）；
η：散热片效率，由散热片的材料及形状决定；
△T：散热片的最高温度与周围环境温度之差（℃）
对于一个系统设备的散热问题：应该分为多个层次的散热
设备系统级，插箱（功能单元）级，元器件级。
上一级散的热为下一级提供条件
以SDH产品为例：
155/622的产品，不需要系统级的散热，插箱级可以配性价比高的风机，个别插卡的元器件上加装散热片就可以了。
2。
5G的产品最好加装设备系统的散热，当然如果机架采用敞开试的结构形式也可以不要的，插箱级的风机是需要的，至少要8025风机。
10G的产品各方面的散热必须要充足的保证，交叉，10G插卡的散热器件布局很重要。