电子设备的散热方法.ppt

电子设备的散热方法,液体冷却蒸发冷却半导体制冷,液体冷却,当电子设备的热流密度较大，靠强迫风冷无法控制温升时，或虽可用强迫风冷，但冷却用散热器必须很大，在结构上难以实现时，或空用电子设备因空气密度小，难以使用强迫风冷时，可采用液体冷却。,优点：由于液体的导热系数和热容比空气大得多，所以与风冷相比较，液冷具有换热热阻小，冷却效率高等优点。缺点：冷却系统比较复杂，体积、重量较大，设备费用较高，维修较困难。,液体冷却,例：用水作为冷却剂的液体冷却，换热量可达4080Wcm2，最大可达120Wcm2国内大多数大功率发射机的发射管(如速调管、行波管、返波管、磁控管等)都采用液冷方法。,液体冷却,按冷却方式来分，液体冷却可分为直接液冷和间接液冷两种。1直接液冷直接冷却是冷却液体与发热元器件直接接触而进行的热交换。热源将热量传给冷却液体，再由冷却液体将热量传递出去。直接液冷的散热作用主要依靠冷却液的对流换热。,液体冷却,1直接液冷根据液冷的形式和原理，直接液冷可分为三种方式：依靠对流的无搅动液冷，如图(a)所示；依靠对流的有搅动液冷，如图(b)所示；强迫对流液冷，如图(c)所示。,液体冷却,(a)无搅动,(b)有搅动,1直接液冷采用直接液冷时应满足如下要求：(1)电子设备的机壳要密封，并有足够的强度。(2)所用冷却液体与电子设备的元器件要有相容性，不产生腐蚀和其他化学作用，要满足绝缘要求，并且粘度低，以利于自然对流。(3)元器件和组件的布置、安装要合理，力求降低液体流动时的阻力。(4)要考虑被加热流体的膨胀，机壳的上端应留有一定的空间作为膨胀箱。(5)在结构设计时应考虑方便检查和维修。,液体冷却,2间接液冷间接液冷是指发热元器件及组件不与冷却剂接触，电子设备元器件装在一个由液体冷却的冷板上，所产生的热量靠热传导传给冷板，然后再由冷却剂把热量带走。,液体冷却,2间接液冷冷板表面与元器件及组件要紧密接触，以形成低热阻通路。冷板可以是带有冷却管道的底板，如图所示；也可以由两块金属板在相应的位置上冲压成凹槽，再把两块板焊成一个整体，形成扁管式冷板，如图所示。,液体冷却,1蒸发冷却原理物质从液态变为气态的过程称为汽化。汽化有两种形式：一种仅在液体自由表面上汽化，称为蒸发，它在各种温度下都能发生；另一种不仅在液体表面汽化，而且在液体内部也同时汽化，这种汽化称为沸腾。不论是蒸发还是沸腾，都需要一定的热量。在一个大气压下，Ikg水变成蒸汽需要吸收627W的热量，蒸发冷却就是利用这个原理来冷却发热电子器件。,蒸发冷却,2蒸发冷却系统的组成图所示为电子设备蒸发冷却系统。它由热源(发射管)、蒸发锅、冷凝器、水位控制箱、压力连锁装置以及各种管系等主要部件组成。,蒸发冷却,2蒸发冷却系统的组成置于蒸发锅里的发射管工作时，发射管耗散的热量传给水，水达到饱和温度后开始沸腾变成蒸汽，蒸汽经汽室上升沿蒸汽绝热管进入冷凝器，冷凝水经过回水管又返回蒸发锅，以形成一个循环。为了防止蒸发锅水位下降，使阴极暴露于水面造成烧坏，通常采用均压管，使水位控制箱与蒸发锅水位处于同一水平线，以保证必要的水位。,蒸发冷却,3蒸发冷却的优缺点(1)优点液体蒸发可提供较大的传热量(一般为80250Wcm，最大可达450Wcm)；冷却系统有较好的过载能力；利用蒸发冷却可以达到恒温目的；与水冷比较可以做到设备简单，维修方便，工作噪声小。,蒸发冷却,3蒸发冷却的优缺点(2)缺点蒸发冷却发射管屏极的结构形式要进行专门设计，重量大，价格较贵；需