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第6章電子元器件翅片式散熱器

日期：2021-09-10 08:17:50點擊：269

第6章電子元器件翅片式散熱器
電子元器件的冷卻散熱屬于熱設計的技術范圍，熱設計的目的是采用合適的冷卻散熱技術，保證電子元器件的工作溫度和散熱效果，使其能正常地工作。隨著電子元器件的耗電功率越來越大，和電子元器件日益小型化，緊湊化，對冷卻散熱技術提出了更高的要求。
大部分電子元器件是將空氣作為冷源，最終將熱量散失給空氣。為了提高在空氣中的散熱效果，應用翅片技術和翅片結構是非常必要的，從而形成了獨特的翅片式散熱器的應用領域。
本章主要介紹用于電子元器件散熱的三種翅片式散熱器：
(1) 翅片基板式散熱器；
(2) 熱管式散熱器；
(3) 微通道散熱器。
下面分別講述這三種翅片式散熱器的傳熱計算方法。
6.1翅片基板式散熱器的傳熱計算
61.1結構特點
翅片基板式散熱器是應用最廣泛的一種散熱器，其結構特征如圖6. 1. 1所示。在一塊平直的基板上加工上系列直翅片，形成了帶翅片的散熱基板，翅片可以加在基板的一側，如圖6. 1. 1(a)所示，也可以加在基板的兩側，如圖6. 1. 1(b)所示。在基板的合適部位,與需要散熱的電子元件緊密相連。一般，基板的面積大于電子元件的接觸面積。電子元件產生的熱量通過帶翅片基板的導熱傳給空氣。流過基板的空氣可以是自然對流，也可以是強制對流。
大部分電子器件采用空氣自然對流的冷卻方式，因為自然對流不用風機，結構簡單, 安裝方便。為了提高散熱效果，往往擴大翅片的散熱面積和基板面積。此外，為了便于空氣的自然對流，在基板和翅片的放置方向上也應該仔細考慮，使其有利于空氣的流動和散熱。
當要求翅片基板有更大的散熱量，或翅片基板在密閉箱體內運行時，則需要采用空氣強制對流的冷卻方式。空氣強制對流需要配置合適的風扇，并安裝在合適的位置。
基板與翅片是加工成一體的，因而不存在接觸熱阻。所選用的材料通常是鋁或硅。一般的尺寸規格為:基板厚度約2 mm,翅片高度為10-30 mm,翅片節距為2 ~8 mm,翅化比為10~20。
圖6. 1. I翅片基板式散熱器
其傳熱特點是：與電子元件直接接觸的部分可看作垂直于基板的一維導熱，而在非直接接觸的基板部分,屬于通過擴展面積上的導熱，應考慮翅片效率的影響。
下面分別討論空氣自然對流和空氣強制對流兩種散熱器的結構特點和計算方法。

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