电子设备的热设计.pdf

年第卷第期
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电子设备的热设计"

赵春林

（南京电子技术研究所，江苏南京!!"##"$）

摘!要!对电子设备的热设计现状进行了分析介绍!叙述了冷板冷却的特点和优越性!介绍了某组
件冷板的设计过程!最后!给出了冷板在不同条件下的一般设计方法"
关键词!电子设备#热设计#冷却系统#冷板
中图分类号!%&’$’(!!!文献标识码!)!!文章编号!"##*+,$##$!##!%#,+##’#+#$

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等其它设备降低环境温度，达到散热的目的。进行
"!引!言热设计时，要尽可能减小传递热阻，增加设备中的对
流风道和换热面积，增大设备外表的辐射面积。自
热设计是电子设备的结构设计的重要内容，它然冷却是最简单、最经济的冷却方法，但散热量不
对提高电子设备的可靠性，延长其使用寿命具有非大，一般用于热流密度不大的设备。

常重要的意义，在此，分析机载电子设备热设计的现.(.!强迫空气冷却
关，并介绍某组件冷板的设计方法。强迫空气冷却，按照风机的工作方式分为：抽风
冷却和吹风冷却，当设备热源分布均匀时，采用抽风
!!电子设备的热设计现状冷却，非均匀热源采用吹风冷却。根据设备发热量
的大小，对所选的风机及风机的安装方式都有特殊
随着电子技术的飞速发展，电子元器件和设备要求（如：气流的流量、压力、噪音等）。
的日趋小型化，使得设备的体积功率密度越来越大，按照空气流经发热元件的方向，强迫空气冷却
特别在机载电子设备中尤为突出，热设计问题主要又分为横向通风冷却和纵向通风冷却。横向通风冷
反映在一些功率器件和功率组件上，这些设备的冷却就是冷却空气通过静压风道再流向需散热的元器
却散热措施有多种，现将其方法和特点概述如下：件或散热器，发生换热后，热空气从设备的另一侧排

.(/!自然冷却出。纵向通风冷却用于垂直安装的印刷电路板等，
电子设备所产生的热量是通过传导、对流、辐射空气换热后，热空气从设备的另一侧排出。纵出通
三种方式将热量散发到周围的空气中，再通过空调风冷却用于垂直安装的印刷电路板等，空气从下部

"收稿日期!!##"+#H+#’

书
第)期赵春林：电子设备的热设计!·$(·

进入设备，热空气从上部排出。在设计冷却系统时，升、冷板表面温度冷却剂的二次冷却等诸多因素，合
需合理地布置各个发热器元件，发热少耐温差的元理地制定结构方案。
器件排在气流的上游，然后按耐温性由低到高排列。
这种冷却方法多用于发热量不大的设备。
强迫空气冷却是常见的冷却方法，与间接冷却
方法相比，该冷却方法有结构简单、设备量少、成本
低等优点，多用于热流密度较高的设备。

!!"!间接冷却
间接冷却是元器件与冷却介质不直接接触，热
量是通过换热器或冷板进行散热的方法。这里主要
介绍冷板冷却方法。按照冷却介质的不同可分为：
图$!冷板两侧带热负载的结构形式
气冷式冷板和液冷式冷板。
!
"!#!$!气冷式冷板
气冷式冷板是冷却介质为空气，结构形式一般#!介绍一种冷板的设计方法
由盖板，肋片，底板和封端组成。肋片是冷板的主要
零件，也是组成扩散表面的基本部分，肋片材料一般"!#!已知条件
为铝材或铜材，在机载设备中，由于重量要求较严某机载设备的功率组件，热耗较大，安装在仓内
格，肋片一般由铝材制成，有多种不同的结构参数，密闭机柜中。散热功率$!".,，可提供冷却液流量
可根据冷却的工作环境（如：温度、气压、湿度和污染)++/-#／0，冷却液为水，允许温升为)1（#+1!
情况等）来选择肋片的形状、肋间距、肋高