DFSS咨询如何进行热设计?-张驰咨询
欢迎来到张驰国际管理咨询集团!
全国统一咨询热线:400-889-8319
13828769299
当前位置:首页 > 关于张驰 > 张驰专栏 > DFSS咨询如何进行热设计?

DFSS咨询如何进行热设计?

张驰专栏  |      2017-05-10 09:36:13
引言:DFSS咨询如何进行热设计?热设计是利用热传递技术对新产品进行可靠性设计的过程。
DFSS咨询如何进行热设计?热设计是利用热传递技术对新产品进行可靠性设计的过程。
 
一、热设计的基本程序

1.根据电子设备的寿命剖面和任务剖面,确定新产品的热环境。如下图所示。
2.进行热分析。
通过分析确定系统和单元的传热路径,确定最佳的冷却方法及确定各个传热环节的热阻,以便进行有效的热设计。
3.进行热设计。
系统热设11与结构设计同步。应尽量减少电路发热量,减少热元件数量,选用耐热性和热稳定性好的元器件、原材料,采用降额设计法等。在结构设计时应合理地选择冷却方法,进行传热通道的最佳设计;尽量减少热阻和摩擦发热部件,采用耐热性好的原材料等。
4.开展热设计评审。
确定冷却介质流量的估算主要取决于系统的发热功率,发热元件的散热面积,发热元件,热敏元件的最高允许工作温度及环境温度数据是否精确合
理,从结构上的排列是否依据元件的电气性能和热特性综合考虑,要进行评-审,以便及时发现问题,进行改进设计。
5.进行热试验和热测量。
尽管在热设计时要进行详细的理论计算,但由于众多因素的不确定性,因此要对研制出来的新产品或设备进行实际热试验和热测量。热测量是对电子设备样机或模型的各种热性能参数的测量,其目的在于检验热设计的效果或者是预计该设备可达到的热性能指标,对冷却系统的适用性和有效性进行评价。
 
二、热设计的基本原则
合理的热设计是以较少的冷却代价获得可靠的热设计。必须依据热的传导、对流和辐射机理,将发热体上的热量传出,把元器件的温度限制在一定 的范围内,并尽量使各点面的温差最小。其热设计原则如下:
 
1、保证冷却系统具有良好的功能,既要保证元器件均能在热环境中正常工作,根据元器件的热特性,选择最有效的冷却方法,同时元器件的配置应符合散热要求,热回路上热阻要尽量小,使元器件在允许的温度下工作。
2、对密封设备,必须同时考虑内部租外部的两种热设计方案,使其内部向外部传热的热阻减至最小。
3、要保证冷却系统工作的可靠性。
4、冷却系统要便于使用、维修,便于测试修理和更换元器件。
5、冷却系统应结构简单、可靠、工艺性好,具有较好的经济性。
 
三、 热设计的常用技术措施
1. 要最大限度地利用传导、对流和辐射等简单、可靠的冷却技术。
2. 应尽可能地缩短传导路径,增大换热面积。
3. 加大导热面积和传热零件之间的接触压力,提高接触表面的加工精度或在接触面间加导热脂,垫人可供特性好的导热材料等,以减少热阻。
4. 在热流通道口应减少各种阻力,不应有绝缘或隔热的元器件,零件和元器件的排列方向和安装方式应保证最大的热对流。
5. 元器件安装时,要充分考虑周围元器件辐射换热的影响。 热敏器件应远离热源或采取屏蔽措施。
6. 增加表面黑度,提高辐射换热能力3
7. 对太阳辐射应有相应的防护措施。
8. 对嵌埋状态的热源,须用金属传热器通至冷却装置。
9. 对需散热一瓦以上的元器件应安装在金属底盘或传热通道上,以通至散热口。
10. 在需要高传热性能时,可考虑采用导热管,导热管散热量比铜导体高数百倍。
11. 如果环氧树脂印刷线路板不足散发所产生的热量,应考虑加设散热网络和金属条散热c
12. 印制板组装件应有适当的散热措施,如采用导热印制板(如导热条、导热板、金属夹芯或热管等), 印制板导轨应采用热阻小的导轨。
13. 应控制印制板组装板之间的间距,一般可控制在19~2lmm之间。
14. 采用强制风冷系统时应保证箱内有足够的正压强。
15. 进气口和排气口应有足够距离, 要避免热风回流。
16. 进入的空气与排出的空气之间的温差应小于14℃。
17. 在.冷却风道上要先冷却热敏元件、低温元件,再冷却高温元件,并使元器件安装合理,减少风阻, 保证冷却剂有足够的热容量将全部元器件维持在允许的工作范围内。
18. 设计时,应注意强迫通风与自然通风的方向尽量一致。
19. 冷却剂选择要考虑对人和环境的影响。用于直接液体冷却的冷却剂还要考虑与元器件及相接触的表面相容,不产生腐蚀和其他化学反应。
20.使用通风冷却时,进出风口应符合电磁干扰和安全性要求,必要时还应考虑防淋雨要求。
热设计也是较广的课题,隔热材料、冷却方法都是热设计方面探讨的课题。美国哥伦比亚号 在返航途中烧毁,造成12亿美元的航天飞机机毁人亡,其实也是一个热设计的问题,隔热瓦的不可靠是这次灾难的元凶。因此加强对新产品热设计,也是提高新产品可靠性的重要方法。

相关热词:DFSS咨询

延伸阅读

专注提供精益六西格玛整体解决方案20年 更多

您对张驰咨询的建议或意见
如需反馈问题,请拨打服务热线

400-889-8319

咨询 建议 招聘
您的姓名:
您的电话:
您的邮箱:
您的地址:
详细内容:
  • 深圳市张驰管理咨询有限公司
  • 联系电话:400-889-8319
  • 公司地址:(总部)中国 广东省 深圳市南山区南山大道1092号亿利达大厦2栋11楼11A13
  • 全国统一热线:400-889-8319
  • 邮箱:ym@leansigma.com.cn
  • 传真:+86 755 86031658
  • 手机:13828769299
  • 邮编:518054
  • <?php include_once("360_js_push.php") ?>