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保持凉爽

经过克里斯弗朗西斯|2015年11月9日

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防止电子线路过热不仅仅是为了冷却,还要从一开始就尽量减少产生的多余热量。对于数字电路来说,可以是降低电压或时钟速度,或动态地改变时钟速度以适应当时的需要。微控制器通常有一个软件可控的实时时钟速度切换能力,使这一直截了当。对于一个功率电路来说,它可以是选择一个具有最快的开关时间和最低的ON电阻的器件,或者选择一个开关稳压器具有最低损耗的电感。随着现代世界越来越依赖电池电源,首先降低功耗是重要的。

假设您已经完成了所有这些,您可能仍然可以热量远离电子设备并进入外部世界。你是如何做到的,这取决于您正在尝试酷的设备。电感通常不具有散热器的规定,因此如果您的电感或变压器变得炎热并且对流是不够的,那么您需要添加一些空气循环。通常这意味着允许凉爽的空气进入PCB外壳并允许暖空气。

根据所冷却的设备,需要一些猜测和实验来确定所需的气流。虽然您能够找到散热器的有用曲线,如下:

Image1 (2)

这将给出给定气流的温度上升和功率,对很多设备来说你不会有那样的数据。

Image2

而且,如果防止水进入需要合理的密封,则无法在外壳中具有孔。只需移动外壳周围的空气可能会有助于冷却电路,但有些方法可以改进。可以使用热管,其有助于从一个地方移动到另一个地方的热量,例如在外壳外部的散热器上。有几种类型的热管,但许多人使用气体来移动热量。它们是双向的,因为它们将从热端到热管的冷端移动热量。

在密封系统中移动热量的另一种选择是使用珀耳帖效果的热电冷却器。这些半导体器件随着电力的应用从一侧移动到另一侧的热量。遗憾的是,用于供应珀耳帖装置的功率也产生热量,使得在散热器侧散发额外的热量。它们往往是最有用的,在那里你想冷却下面的环境温度,例如冷却CCD成像仪的低噪声。天文学。

更新的半导体在冷却时也会产生问题,因为它们通常非常小,而且没有添加散热片的简单方法。例如,英飞凌AUIRFN8405 MOSFET(以前的国际整流器)可以耗散136W,如果你可以保持外壳在25°C,但它是在一个5mm × 6mm的PQFN封装。

Image3

通常,您只能从数据表中获取一些基本数字,以便从连接到Auirfn8405的连接点,例如1.1°C / w。为了解决您实际消散的力量,您需要知道实际的案例温度您将在PCB上实现,这可能很棘手。您将依靠PCB在顶部铜层中取出热量,也可能使用内层和底层。某些设备制造商将为°C / W安装在给定区域的PCB上时,为°C / W提供值。但是,通常需要一些实验和测量。

使用金属芯PCB或IMS -绝缘金属基板可以改善从设备获得的热量。这些通常是单面或双面pcb与铝背衬或核心。铝是很好的导热体。铜也是一种很好的热导体,但是在PCB上使用的很薄的铜限制了散热的作用。您仍然可能需要进行一些实验,以了解如何使用IMS PCB消除热量。虽然PCB可以获得一些性能数据,但实际情况通常要比数据表中指定的50mm x 50mm方形散热片区域复杂得多。你可能会有一个奇怪的PCB散热器区域和可能有其他设备散热接近主要设备,这将很难考虑。IMS pcb对于大功率led特别有用,因为简单的电路会消耗大量多余的热量。

另一种用小包裹移动热量的常见方法是在包裹热垫上的设备下面使用小通道。德州仪器的应用说明AN-1520(文件名为snva183b.pdf)有一些有趣的数据和图表显示,例如,不同模具尺寸的通孔数量和分布的有效性的变化。

Image4

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