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热导率(heat conductivity、thermal conductivity)
是一个物质的导热性能,在同一物质内从高温处传到低温处。 也称做:导热性、导热度、热导率、热传係数、传热性、传热度、导热係数、热传导係数、热传导度。
热导率公式(thermal conductivity)
k = (Q/t) *L/(A*T) k:热导率、Q:热量、 t:时间、L:长度、A:面积、T:温度差 在SI单位,热导率的单位是 W/(m*K),在英制单位,是Btu‧ft/(h‧ft2‧°F)
热传导係数(heat transfer coefficient)
在热力学、机械工程与化学工程中,热传导係数是用来计算热传导的,主要是对流的热传导或流体与固体之间相态变换的热传导,其定义为在单位温差下﹐单位时间通过单位面积单位距离的热量﹐称为该物质之热传导係数﹐若以厚度L之物质量测﹐则量测值要乘以L﹐所得之值是为热传导係数﹐通常记成k。
热传导係数的单位换算
1 (cal) = 4.186(j), 1 (cal/s) = 4.186( j / s) = 4.186 (W)。
高温对电子产品的影响:
温度升高会造成电阻的阻值降低,也会缩短电容的使用寿命,另外高温会造成变压器、相关绝缘材料的性能下降,温度过高还会造成PCB板上的焊点合金结构的变化:IMC增厚、焊点变脆、锡鬚增长、机械强度降低,结温的升高会使电晶体的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致元件失效。
专有名词解释:
Junction Temperature (结温):电子设备中半导体的实际温度。在操作中,它通常较封装外壳温度(Case Temperature)高,温度差等于其间的热流乘以热阻。 Free convection (自然对流) : Radiation (辐热): Forced Air(气冷): Forced Liquid (气冷): Liquid Evaporation(气化) : Surface(表面) Surroundings(週温、环境温度)
热设计常用的简单注意事项:
1 应善用热传导、自然对流和辐射等简单、可靠的冷却方式,除了降低成本也减少故障。 2 尽可能缩短传热路径,并且增大热交换面积。 3 元器件安装时,要充分考虑周边元器件辐射热交换的影响,热敏器件应远离热源或想办法採用热遮罩的保护措施,将元器件与热源进行隔离。 4 进气口和排气口之间应有足够距离,要避免热风回流。 5 进入的空气与排出的空气之间的温差应小于14℃。 6 应注意强迫通风与自然通风的方向儘量一致。 7 发热量大的器件应尽可能靠近容易散热的表面(如金属机壳的内表面,金属底座及金属支架等)安装,并与表面之间有良好的接触热传导。 8 电源部分的大功率管和整流桥堆属于发热大的器件,最好直接安装在机壳上,以加大散热面积。在印製板的佈局中,功率较大的电晶体周围的板面上应留有更多的敷铜层,以提高底板的散热能力。 9 使用自由对流时,避免使用太密的散热片。 10 进行热设计时应该考虑确保导线的载流容量,所选用电线的直径必须适合电流的传导,而不致引起超过允许的温升与压降。 11 如果发热分佈均匀,元器件的间距应均匀,以使风均匀流过每一个发热源。 12 使用强迫对流冷却时(风扇),将对温度敏感的原件放在最接近进风口的位置。 13 利用自由对流冷却的装备,避免将其他零件安排在高功率消耗件的上方,正确的作法应该是参差水平排列。 14 如果发热分佈不均匀,在发热量大的区域元器件应稀疏排列,而发热量小的区域元器件佈局应稍密些,或加导流条,以使风能有效的流到关键发热器件。 15 进风口的结构设计原则:一方面儘量使其对气流的阻力最小,另一方面要考虑防尘,需综合考虑二者的影响。 16 功率消耗件间儘可能有最大的间隔。 17 避免将温度敏感件彼此挤在一起,或安排在高功率消耗件或热点旁边。 18 利用自由对流冷却的装备,避免将其他零件安排在高功率消耗件的上方,正确的作法应该是参差水平排列。