调整风冷电子产品设计过程中的热设计策略.pdf

节选段落一：
调整风冷电子产品设计过程中的热设计策略
如果遵从热设计的基本原则进行设计，经过热设计之后的电子系统性能更好、可靠
性更高，并且使用寿命更长。
热设计方面有两条基本原则：尽早尽简。由元件结点至环境的热流通路（译注：也
称热阻）决定了元件的温度，其中环境通常是指局部环境的空气温度。因此元件温度的
控制属于系统设计层面的问题。在产品热设计过程中工程师应采用自上而下的方法来提
升产品的可靠性(见下表)。
手工计算
热交换过程广泛地存在于管内自然或强迫对流流动、气体外掠平板等其它现象中。


节选段落二：
CFD 软件将系统剖分成很多网格，并在这些网格控制
体内计算流动和热交换的基本方程。每一个网格都具有相应的温度、空气流速和压力值。
要使 CFD 工具在概念设计中起作用，其网格必须 100%可靠，并且不需要用户个人控
制网格质量和密度。这种趋势导致那些使用自动网格技术的通用 CFD 工具在电子散热
软件领域无所作为。
这个阶段的设计重点是分析热量从系统中去除的基本原理。对于空气冷却的电子产品而
言，这个阶段的目标是估计系统所需的空气流量。那么，模型应该包含哪些元件呢？
首先是采用一个简单的箱体来描述电子产品的外壳，其中通风孔采用 2 维的简化模型来
描述。


节选段落三：
二维简化模型的特性应由通风孔的开孔率和损失系数所确定。专业的电子散热
CFD 软件应具备定义通风孔直径、角度以及分布的功能。
另外，产品内部的 EMC 屏蔽网也应考虑在内。在某些情况下强迫风冷系统中自然对流
也会影响空气流动，所以在这些系统中需要包括浮升力的影响。此外，考虑浮升力的影
响不应延长热仿真所需的时间。
鉴于轴流风扇的成本比较低，所以在强迫风冷的设备中普遍都是用这类风扇。由于在概
念设计阶段主要关注的是风扇的性能是否达到要求，所以一个二维形状的轴流风扇足以
满足要求。但值得注意的是，风扇至少设置为线性特性曲线，而非固定流量。