..>1.燈具熱設計意義高溫對電子產(chǎn)品的影響:–絕緣性能退化–元器件損壞–材料的熱老化–低熔點焊縫開裂、焊點脫落熱設計對燈具的影響:– 光源工作狀態(tài)及壽命– 燈具電氣平安– 材料選擇與壽命2.電子失效的主要原因3.電子產(chǎn)品失效與溫升4.熱設計理論根底熱設計的根本問題– 耗散的熱量決定了溫升，因此也決定了任一給定構(gòu)造的溫度；– 熱量以導熱、對流及輻射傳遞出去，每種形式傳遞的熱量與其熱阻成反比；– 熱量、熱阻和溫度是熱設計中的重要參數(shù)；– 所有的冷卻系統(tǒng)應是最簡單又最經(jīng)濟的，并適合于特定的電氣和機械、環(huán)境條件，同時滿足可靠性要求；– 熱設計應與電氣設計、構(gòu)造設計、可靠性設計同時進展，當出現(xiàn)矛盾時，應進展權(quán)衡分析，折衷解決;5.熱傳播方式熱傳導– 傳導是發(fā)生在兩種直接接觸的介質(zhì)〔固體，液體，氣體〕– 傳導過程中，能量通過以下方式傳遞自由電子運動點陣振動6.熱阻– 熱量在熱流路徑上遇到的阻力，反映介質(zhì)或介質(zhì)間的傳熱能力的大小，說明了1W熱量所引起的溫升大小，單位為℃/W或K/W。用熱耗乘以熱阻，即可獲得該傳熱路徑上的溫升。–可以用一個簡單的模擬來解釋熱阻的意義，換熱量相當于電流，溫差相當于電壓，則熱阻相當于電阻。dq/dt=?T/ROr：dq/dt=ΔT/R=熱流T=溫度A=橫截面積k=熱導系數(shù)Δ*=厚度R=Δ*/〔kA〕=熱阻7.對流– 對流發(fā)生在有溫差的外表和運動流體間的傳熱– 對流有如下兩種方式：自然對流散熱強制對流散熱E*ternalFlow外流InternalFlow內(nèi)流dq/dt=小塊到空氣的全部熱量h=對流換熱系數(shù)A=有效散熱面積Tw=熱外表溫度Tf=氣流的平均溫度R=1/(hA)熱阻8.熱輻射– 輻射發(fā)生在兩種沒有直接接觸的外表– 能量通過電磁波傳遞– 所有物體大于0K均發(fā)生熱幅射dq/dt:兩個外表幅射交換能量為：Where,dq/dt=熱流σ=Stefan-Boltzmann常數(shù)ε=外表發(fā)射率f=外表1到外表2的視因子A=輻射面積T1,T2=發(fā)射面和承受面溫度光源特性與傳統(tǒng)光源不同，高功率發(fā)光二極管〔LED〕不產(chǎn)生熱輻射，而由其PN結(jié)向LED封裝上的散熱片〔thermal slug〕進展熱傳導。由于通過傳導方式擴散，LED產(chǎn)生的熱量進入空氣的通路較長且本錢較高。10.散熱設計大功率LED照明光源需要解決的散熱問題涉及以下幾個環(huán)節(jié)：– 晶片PN結(jié)到外延層；– 外延層到封裝基板；– 封裝基板到外部冷卻裝置再到空氣。為了取得好的導熱效果，三個導熱環(huán)節(jié)應采用熱導系數(shù)高的材料，并盡量提高對流散熱。11.散熱片散熱基板a.一般FR4〔PCB〕b.金屬基PCBc.陶瓷基板d.直接銅塊結(jié)合一般FR4，熱導系數(shù)金屬氧化作為絕緣層，熱導系數(shù)20k/mk陶瓷基板– 熱膨脹系數(shù)與Chip匹配– 導熱系數(shù)>80– 價格高,無法應用于大面積基板13.散熱片散熱器通過擴大散熱面積提高傳熱效果最常用的散熱器是翅片散熱器最常用的散熱器材料為鋁或銅現(xiàn)有的散熱器種類：– Stampings 沖壓– E*trusions 拉伸– Bonded/Fabricated 粘接– Folded 折疊– Casting 鑄造針對給定的應用選擇散熱器，我們必須考慮以下四點：– 從結(jié)點到空氣的熱阻– 允許空間– 可能的空氣流量– 散熱器的本錢整體的熱阻Rja=(Tj-Tamb)/P=Rjc+Rcs+RsaRjc,Rcs,Rsa分別是結(jié)到殼，殼到散熱器，散熱器到空氣的熱阻熱管技術熱管是一種具有高效導熱性能的傳熱器件。它能夠在熱源與散熱片間以較小的溫差實現(xiàn)熱傳遞，也可以在散熱器基板外表實現(xiàn)等溫以提高散熱器的效率。14.熱設計的開展趨勢熱管技術Therma-Base?heatsinks與型材散熱器的比較15.熱設計對產(chǎn)品的溫度場作出預測，使我們在進展產(chǎn)品設計開發(fā)時關注熱點區(qū)域。進展各種設計方案的優(yōu)劣分析，得出最正確的設計方案。對設計者經(jīng)驗的依賴度設計周期熱設計一次成功率熱設計方案的優(yōu)化程度效率傳統(tǒng)熱設計方法完全短低低，裕量大低仿真分析方法強長高高，裕量適中高電子設備熱設計軟件是基于計算傳熱學技術〔NTS〕和計算流體力學技術〔CFD〕開展電子設備散熱設計輔助分析軟件。目前商業(yè)的熱設計軟件種類繁多，有基于有限體積法的Flotherm、I-deas、Ice-pack、Tas－Harvardthermal、Coolit、Betasoft，及基于有限元的Ansys等，其中Flotherm、I-deas、Ice-pack占據(jù)大局部的市場份額。軟件介紹Ansys軟件是由美國Ansys公司推出的多物理場有限元仿真分析軟件，涉及構(gòu)造、熱、計算流體力學、聲、電磁等學科，能夠有效地進展各種場的線性和非線性計算及多種物理場相互影響的耦合分析。Structure是該軟件面向構(gòu)造分析研究的專用模塊。Flortran是該軟件面向流場分析研究的專用模塊。Thermal是其中面向熱設計研究的專用模塊。17.Flothermal熱分析軟件介紹Flotherm是英國的FLOMERICS公司開發(fā)的電子設備熱設計軟件，其最顯著的特點是針對電子設備的組成構(gòu)造，提供的熱設計組件模型，根據(jù)這些組件模型可以快速的建立機柜、插框、單板、芯片、風扇、散熱器等電子設備的各組成局部。Flotherm軟件根本上可以分為前處理、求解器和后處理三個局部。–前處理包括ProjectManager、Drawing Board和Flogate。–求解器是Flosolve模塊，它可以完成模型的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)溫度場和流場計算。–后處理局部包括Visulation、Flomotion和Table，Visulation完成仿真計算結(jié)果的可視化顯示。18.ICEPAK熱分析軟件優(yōu)點ICEPAK是全球CFD的領導者FLUENT公司通過集成ICEMCFD公司的網(wǎng)格劃分及后處理技術而開發(fā)成功的針對電子設備冷卻分析的專用熱設計軟件。ICEPAK熱分析軟件優(yōu)點– 建模能力：除了有矩形，圓形模型外，還有多種復雜形狀模型，如橢球體、多面體、管道、斜板等模型；有thin-conducti