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【原創】電源的熱分析與計算

近期有網友對熱設計的一些基本概念與設計方法存在著一些疑問,剛好我以前對這個方面有個總結資料,特發上來跟大家分享一下

熱設計是一個系統工程,需要有很強的理論基礎與豐富的實踐經驗,我的資料只是一個基礎性的總結,在熱設計方面還需要大家來共同討論,提高設計的科學性與可行性,所以如果資料存在有些不全面在所難免,希望大家指出,謝謝

開關電源的熱分析與計算 

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2011-12-05 19:55
沙發。看后不懂再請教冰版啦!
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cheng111
LV.11
3
2011-12-05 20:43
看看。頂起。
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ncy231
LV.7
4
2011-12-05 22:51
緊跟師長旅長的腳步來頂軍長,熱設計可以是單獨一個方向了,連冰版都說是個系統工程,需要有很強的理論基礎與豐富的實踐經驗,我們踩著大師的腳印學習
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btma
LV.8
5
2011-12-05 23:28
是個專門的學科呢,有搞頭。
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zvszcs
LV.12
6
2011-12-06 08:18
@btma
是個專門的學科呢,有搞頭。

冰版厲害哦,哈哈

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2011-12-06 08:56
@zvszcs
冰版厲害哦,哈哈

多謝夸獎!

其實我也是站在巨人的肩膀上,在前人的研究成果上,將一些資料整合,做了一點總結而已

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2011-12-06 08:58

關于熱設計大家沒有碰到任何的問題嗎?

發此貼的初衷是想引起大家的討論,而非僅僅給大家一個簡單的資料而已

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zq2007
LV.11
9
2011-12-06 09:01
@心中有冰
關于熱設計大家沒有碰到任何的問題嗎?發此貼的初衷是想引起大家的討論,而非僅僅給大家一個簡單的資料而已
如何降低變壓器的溫升呢?如何知道變壓器的溫升是什么引起的呢?
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2011-12-06 09:42
@zq2007
如何降低變壓器的溫升呢?如何知道變壓器的溫升是什么引起的呢?

要降低變壓器的溫升,無非從兩個方面入手,鐵損與銅損

要區別哪種損耗造成的溫升更大的話,一般需要用溫度線打點實時監控溫升就基本可以確定

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qi8903
LV.6
11
2011-12-06 09:44
@心中有冰
要降低變壓器的溫升,無非從兩個方面入手,鐵損與銅損要區別哪種損耗造成的溫升更大的話,一般需要用溫度線打點實時監控溫升就基本可以確定

謝謝冰版,對取散熱片多大面積一直很是糾結,都是憑感覺

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2011-12-06 09:45
 支持冰版!
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2011-12-06 09:47
@qi8903
謝謝冰版,對取散熱片多大面積一直很是糾結,都是憑感覺

其實可以通過精確計算的,請看附件里面的資料有介紹

但是如果模型不夠精確的話,建議你在計算值上留有一定的余量,畢竟這對可靠性是有幫助的

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2011-12-06 10:14
@電源網-網兒
[圖片] 支持冰版!
支持
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2011-12-06 10:30
頂起
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bdzn
LV.9
16
2011-12-06 11:13
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tony_dai
LV.8
17
2011-12-06 13:47
先頂再看,熱設計的好壞,對開關電源的壽命影響很大,很多元器件是被熱死...
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hzhytec
LV.3
18
2011-12-11 16:42

資料很全面,我反復看了幾次, 但有個重要的細節想請教一下:

您的資料中有關對流傳熱的公式, 對流傳熱系數與Nu相關, Nu=0.664*sqr(V1/V2)*Pr^3   式中V1是動粘系數,V2是空氣流速。 請問您在具體計算過程中這個對流空氣流速如何計算和選取? 我覺得這個參數非常難以估算,因為這個空速是與溫差有關的,和結構也相關的。  還請多多指教!

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hzhytec
LV.3
19
2011-12-11 16:50
@hzhytec
資料很全面,我反復看了幾次,但有個重要的細節想請教一下:您的資料中有關對流傳熱的公式,對流傳熱系數與Nu相關,Nu=0.664*sqr(V1/V2)*Pr^3  式中V1是動粘系數,V2是空氣流速。請問您在具體計算過程中這個對流空氣流速如何計算和選取?我覺得這個參數非常難以估算,因為這個空速是與溫差有關的,和結構也相關的。 還請多多指教!

還有,您的對流傳熱系數與空氣流速系數的關系式:

α=Nu*λ/L   λ是空氣熱導率,L是散執器高度

問題是:這個L散熱器高度是指的哪個高度?如何確定?是與功率元件貼合面的垂直方向的尺寸?還是平行方向上下或左右的尺寸?

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hzhytec
LV.3
20
2011-12-11 17:07
@hzhytec
還有,您的對流傳熱系數與空氣流速系數的關系式:α=Nu*λ/L  λ是空氣熱導率,L是散執器高度問題是:這個L散熱器高度是指的哪個高度?如何確定?是與功率元件貼合面的垂直方向的尺寸?還是平行方向上下或左右的尺寸?

按照玻爾茲曼的輻射公式,對于功率半導體散熱,一般散熱器最高表面溫度小于100度的情況, 與對流傳熱相比簡直不值一提, 小了好幾個數量級。 現實過程中,還是有人認為使用黑色散熱器較好,用這個公式一算,完全可以放心忽略。

可是,有資料在計算表面熱損耗時,往往把這個輻射部分占到50%以上。非常不解。

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hzhytec
LV.3
21
2011-12-11 17:15
@hzhytec
按照玻爾茲曼的輻射公式,對于功率半導體散熱,一般散熱器最高表面溫度小于100度的情況,與對流傳熱相比簡直不值一提,小了好幾個數量級。現實過程中,還是有人認為使用黑色散熱器較好,用這個公式一算,完全可以放心忽略。可是,有資料在計算表面熱損耗時,往往把這個輻射部分占到50%以上。非常不解。

您文中提到的熱分析軟件ANSYS或Flotherm不知您手上有沒有?哪個比較好用? 非常感謝!

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hzhytec
LV.3
22
2011-12-11 17:17
@hzhytec
按照玻爾茲曼的輻射公式,對于功率半導體散熱,一般散熱器最高表面溫度小于100度的情況,與對流傳熱相比簡直不值一提,小了好幾個數量級。現實過程中,還是有人認為使用黑色散熱器較好,用這個公式一算,完全可以放心忽略。可是,有資料在計算表面熱損耗時,往往把這個輻射部分占到50%以上。非常不解。
我分析是因為垂直面的對流相對于水平面的對流是非常弱的。
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hzhytec
LV.3
23
2011-12-11 17:20
@hzhytec
我分析是因為垂直面的對流相對于水平面的對流是非常弱的。
如果是帶肋板的散熱器,可能會有類似煙囪效應,對流反而又有所增強。
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hzhytec
LV.3
24
2011-12-11 18:07
@hzhytec
還有,您的對流傳熱系數與空氣流速系數的關系式:α=Nu*λ/L  λ是空氣熱導率,L是散執器高度問題是:這個L散熱器高度是指的哪個高度?如何確定?是與功率元件貼合面的垂直方向的尺寸?還是平行方向上下或左右的尺寸?
我認為,從保險角度出發,L值要取散熱器中的三個尺寸中的最大值。
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zq2007
LV.11
25
2011-12-11 18:37
這份資料不錯,收藏。
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hoho0928
LV.1
26
2011-12-28 13:48
@zq2007
這份資料不錯,收藏。[圖片]
這份資料不錯,收藏。
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ly52
LV.2
27
2011-12-31 10:09
很受益,謝謝!
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Q_TO_Q
LV.2
28
2012-01-11 15:04
頂起!
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隱形專家
LV.10
29
2012-01-11 18:28
@Q_TO_Q
[圖片]頂起!
 
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2012-01-11 19:15

熱設計真的很重要,今天跟幾個朋友聊了聊熱設計,發現大公司非常注重熱設計,他們有專門的熱設計仿真人員,與熱結構設計以及測試優化人員

希望我們大家一起來關注這個領域!

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andy0831
LV.3
31
2012-01-12 13:06
冰板果然是牛人,頂起。。。
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