浅析风冷散热对器件散热的应用

　　计算、散热器选择、风冷散热计算和风扇选择等步骤，完成简单的风冷散热器设计。

　　1概述伴随着现代高科技工业技术的不断发展和进步，电子电气类产品集成度不断地提高，产品的功能结构设计的也越来越紧凑，但是任何的器件在工作时都存在一定的损耗，而且其中大部分的损耗是变成热量消耗掉，甚至这部分热能还为设备的使用寿命埋下隐患。部分功率器件由于功率小或散热速度足以抵消热量产生，故不需要散热装置。而其他大功率的器件若不采取合适的散热措施，则可能致使器件的温度超过允许的结温，使得器件遭受损坏。所以我们常常将功率器件安装在合适的散热器上，利用散热器的翅片的工作，将大部分的热量用较快的速度散到更大的空间中去，必要时在流通通道中加装风扇，强迫空气对流起来加速热量耗散，或者利用水冷、油冷等其他强迫散热手段。

　　散热并不是随意而为之，必须经过合理的热量计算，选择合适的散热器和强迫散热手段。在此以风冷散热为对象来进行研究。

　　2散热器散热的计算我们将一些大功率器件安装在合适的散热器上，而热量在传递过程中，往往形成一定热阻，散热器安装上后却能使产生的热阻大大减小。而热量总是向着热阻小的方向流动，所以功率器件上的热量基本是通过散热器上散发出去的。只有很少的热量从器件其他方向散发出去。

　　故设定由器件管芯到底部的热阻为RC，器件底部与散热器接触的热阻为RCS，散热器散热的热阻为RSA，器件的大功率损耗为PD，并已知器件允许的结温为T、环境温度为TA，忽略其他热阻，则总热阻为：则允许大散热器散热的热阻RSA为：计算要以大余量来考虑，所以设T=125C，环境温度TA=4060 C，Rc的大小和管芯的尺寸封装结构有关，这一点很多厂家说明中都有提到，还可以通过厂家提供的器件样本数据中查到。其中Rcs的大小常常和安装技术以及大功率器件的封装方式有关，器件与散热器间涂了导热油脂的Rcs典型值为0.10.2C/Wd可根据不同器件的工作条件计算而得。如此将Rsa大值计算出来，再通过查散热器的产品手册，找出合适的要从事计算机方面的工作。

　　散热器即可。

　　需要注意的是，以上计算值选值只作为意见，实际数值选择视实际工作环境而定。

　　3散热器概要功率器件常用的散热器分为三种类型：平板散热器、型材散热器和叉指型散热器。

　　散热器一般来说都是标准件制造，国产型材散热器常见型号为XC、DXC、XSF系列。型材散热器在工业中较为常用，一般都是铝制品，其散热面积比较大。而叉指型散热器有散热体积小、对流效果好、重量轻便于携带和安装等优点。国产叉指型散热器往往可以根据用户可根据要求，切割成需要的长度，来制成非标散热器，常见的国产叉指型散热器的型号为SRZ系列。

　　散热器到环境的热阻随着散热器上的大功率损耗PD增大而略微下降，因为当PD增大时，散热器上温升（T-TA）也会变大，从而使散热器的辐射散热和对流散热的散热能力增强，故表现为热阻呈下降趋势。

　　注意如果器件内部电路与散热器之间不是绝缘的，则可以安装云母垫片来进行绝缘，可以防止短路的发生。如果在使用过程中器件的引脚，需要穿过散热器，那么久要在散热器上要钻孔，此时可以套上聚四氟乙稀套管，来防止引脚与孔壁相碰。

　　散热器要保持接触面光洁，要远离电源变压器、大功率晶体管等热源，可通过将散热器处理成黑色来提升散热效率。

　　4风冷散热计算运用风扇对散热器进行强制对流散热，可以更好地保证热量快速扩散。在此，首先根据风速进行散热设计。设定需要散热热量为Pd空气密度为P，热容量为Cp，空气体积流量为Q，进气温度为T，排气温度为T则风速计算如下式：其中，p，Cp取标准大气压下通用值，（T-T，）取10~15°C，Pd取功率损耗大值，则可求出Q值。

　　另外，设气流通过面积为A，空气流速为v则：一般来说，风扇的参数是在理想状态下标定的，故实际运用中，风扇要承受更多的阻力等影响，所以实际选择风扇参数时，一般使实际计算值等于风扇额定值的6080左右。

　　5风扇与散热器之间距离影响在功率器件强迫吹风冷却情形下，由于吹风（下转第40页中，在现代之中超大容量直流输电需要具有强大的交流系统，并且需要提供足够的换相电流，所以受端方面需要具有良好的相关作用。

　　3.2柔性直流技术的应用随着电子电力技术的发展，柔性直流技术发展成为较为灵活的新时代输电技术。在现代智能电网之中，柔性直流输电技术采用自身换相方式，来进行四象限等无功率的独立控制，在具体电网之中应用，具有较为方便的并联输电系统；其在真正输电系统之中，无需增加系统的短路相关容量；实现了换流站的独立控制，在换流站之间无需进行通信过程。所以在现代之中有着十分积极的作用。

　　随着电力需求的不断增加，所以各个输电区域的互联需求需要更为加强。通过电能的互济作用，进行有功功率相互支援，但是在实际应用过程之中，往往会造成电网动态稳定下降，并且短路电流往往较大超出限定标准。短路电流超标是现代负荷增长的过程之中，逐渐形成的新问题，动态稳定问题也逐渐成为了电网之中的问题。柔性直流输电技术，在进行现代电力系统的非同步电网互联等方面有着较为独步的作用，确保可以解决区域互联面临的种种问题，符合现代智能化电网之中发展要求，所以在现代电力系统之中，柔性直流输电技术跟有着较为重要的作用。

　　3.3直流输电技术在现代电网中的发展随着现代电网的不断发展，直流输电技术在现代之中应用也应该较为重要，充分考虑智能电网建设的相关要求，我国未来的直流输电技术主要研究方向应该为：±1000kv直流工程关键技术、智能化直流输电系统相关研究、三级直流输电技术相关研究、多端直流输电系统研究等方面，进行这方面的相关研究可以很好的帮助现代智能电网建设的更为良好，所以进行直流输电技术更为良好的发展，所以进行相关的换流技术研究，变成了现代之中非常重要技术研究。

　　4结语先进的电子电力技术可以有效的强化现代智能电网，并且保证了现代智能电网安全稳定的运行，改善了现代电网供电质量，保障电力系统更为顺利的进行，本文对于相关电子电力技术进行了分析，希望可以带来相关帮助。