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【原创】电源的热分析与计算

近期有网友对热设计的一些基本概念与设计方法存在着一些疑问,刚好我以前对这个方面有个总结资料,特发上来跟大家分享一下

热设计是一个系统工程,需要有很强的理论基础与丰富的实践经验,我的资料只是一个基础性的总结,在热设计方面还需要大家来共同讨论,提高设计的科学性与可行性,所以如果资料存在有些不全面在所难免,希望大家指出,谢谢

开关电源的热分析与计算 

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2011-12-05 19:55
沙发。看后不懂再请教冰版啦!
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cheng111
LV.11
3
2011-12-05 20:43
看看。顶起。
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ncy231
LV.7
4
2011-12-05 22:51
紧跟师长旅长的脚步来顶军长,热设计可以是单独一个方向了,连冰版都说是个系统工程,需要有很强的理论基础与丰富的实践经验,我们踩着大师的脚印学习
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btma
LV.8
5
2011-12-05 23:28
是个专门的学科呢,有搞头。
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zvszcs
LV.12
6
2011-12-06 08:18
@btma
是个专门的学科呢,有搞头。

冰版厉害哦,哈哈

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2011-12-06 08:56
@zvszcs
冰版厉害哦,哈哈

多谢夸奖!

其实我也是站在巨人的肩膀上,在前人的研究成果上,将一些资料整合,做了一点总结而已

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2011-12-06 08:58

关于热设计大家没有碰到任何的问题吗?

发此贴的初衷是想引起大家的讨论,而非仅仅给大家一个简单的资料而已

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zq2007
LV.11
9
2011-12-06 09:01
@心中有冰
关于热设计大家没有碰到任何的问题吗?发此贴的初衷是想引起大家的讨论,而非仅仅给大家一个简单的资料而已
如何降低变压器的温升呢?如何知道变压器的温升是什么引起的呢?
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2011-12-06 09:42
@zq2007
如何降低变压器的温升呢?如何知道变压器的温升是什么引起的呢?

要降低变压器的温升,无非从两个方面入手,铁损与铜损

要区别哪种损耗造成的温升更大的话,一般需要用温度线打点实时监控温升就基本可以确定

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qi8903
LV.6
11
2011-12-06 09:44
@心中有冰
要降低变压器的温升,无非从两个方面入手,铁损与铜损要区别哪种损耗造成的温升更大的话,一般需要用温度线打点实时监控温升就基本可以确定

谢谢冰版,对取散热片多大面积一直很是纠结,都是凭感觉

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2011-12-06 09:45
 支持冰版!
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2011-12-06 09:47
@qi8903
谢谢冰版,对取散热片多大面积一直很是纠结,都是凭感觉

其实可以通过精确计算的,请看附件里面的资料有介绍

但是如果模型不够精确的话,建议你在计算值上留有一定的余量,毕竟这对可靠性是有帮助的

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2011-12-06 10:14
@电源网-网儿
[图片] 支持冰版!
支持
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2011-12-06 10:30
顶起
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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
先顶再看,热设计的好坏,对开关电源的寿命影响很大,很多元器件是被热死...
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hzhytec
LV.3
18
2011-12-11 16:42

资料很全面,我反复看了几次, 但有个重要的细节想请教一下:

您的资料中有关对流传热的公式, 对流传热系数与Nu相关, Nu=0.664*sqr(V1/V2)*Pr^3   式中V1是动粘系数,V2是空气流速。 请问您在具体计算过程中这个对流空气流速如何计算和选取? 我觉得这个参数非常难以估算,因为这个空速是与温差有关的,和结构也相关的。  还请多多指教!

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hzhytec
LV.3
19
2011-12-11 16:50
@hzhytec
资料很全面,我反复看了几次,但有个重要的细节想请教一下:您的资料中有关对流传热的公式,对流传热系数与Nu相关,Nu=0.664*sqr(V1/V2)*Pr^3  式中V1是动粘系数,V2是空气流速。请问您在具体计算过程中这个对流空气流速如何计算和选取?我觉得这个参数非常难以估算,因为这个空速是与温差有关的,和结构也相关的。 还请多多指教!

还有,您的对流传热系数与空气流速系数的关系式:

α=Nu*λ/L   λ是空气热导率,L是散执器高度

问题是:这个L散热器高度是指的哪个高度?如何确定?是与功率元件贴合面的垂直方向的尺寸?还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
还有,您的对流传热系数与空气流速系数的关系式:α=Nu*λ/L  λ是空气热导率,L是散执器高度问题是:这个L散热器高度是指的哪个高度?如何确定?是与功率元件贴合面的垂直方向的尺寸?还是平行方向上下或左右的尺寸?

按照玻尔兹曼的辐射公式,对于功率半导体散热,一般散热器最高表面温度小于100度的情况, 与对流传热相比简直不值一提, 小了好几个数量级。 现实过程中,还是有人认为使用黑色散热器较好,用这个公式一算,完全可以放心忽略。

可是,有资料在计算表面热损耗时,往往把这个辐射部分占到50%以上。非常不解。

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hzhytec
LV.3
21
2011-12-11 17:15
@hzhytec
按照玻尔兹曼的辐射公式,对于功率半导体散热,一般散热器最高表面温度小于100度的情况,与对流传热相比简直不值一提,小了好几个数量级。现实过程中,还是有人认为使用黑色散热器较好,用这个公式一算,完全可以放心忽略。可是,有资料在计算表面热损耗时,往往把这个辐射部分占到50%以上。非常不解。

您文中提到的热分析软件ANSYS或Flotherm不知您手上有没有?哪个比较好用? 非常感谢!

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hzhytec
LV.3
22
2011-12-11 17:17
@hzhytec
按照玻尔兹曼的辐射公式,对于功率半导体散热,一般散热器最高表面温度小于100度的情况,与对流传热相比简直不值一提,小了好几个数量级。现实过程中,还是有人认为使用黑色散热器较好,用这个公式一算,完全可以放心忽略。可是,有资料在计算表面热损耗时,往往把这个辐射部分占到50%以上。非常不解。
我分析是因为垂直面的对流相对于水平面的对流是非常弱的。
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hzhytec
LV.3
23
2011-12-11 17:20
@hzhytec
我分析是因为垂直面的对流相对于水平面的对流是非常弱的。
如果是带肋板的散热器,可能会有类似烟囱效应,对流反而又有所增强。
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hzhytec
LV.3
24
2011-12-11 18:07
@hzhytec
还有,您的对流传热系数与空气流速系数的关系式:α=Nu*λ/L  λ是空气热导率,L是散执器高度问题是:这个L散热器高度是指的哪个高度?如何确定?是与功率元件贴合面的垂直方向的尺寸?还是平行方向上下或左右的尺寸?
我认为,从保险角度出发,L值要取散热器中的三个尺寸中的最大值。
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zq2007
LV.11
25
2011-12-11 18:37
这份资料不错,收藏。
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hoho0928
LV.1
26
2011-12-28 13:48
@zq2007
这份资料不错,收藏。[图片]
这份资料不错,收藏。
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ly52
LV.2
27
2011-12-31 10:09
很受益,谢谢!
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Q_TO_Q
LV.2
28
2012-01-11 15:04
顶起!
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隐形专家
LV.10
29
2012-01-11 18:28
@Q_TO_Q
[图片]顶起!
 
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2012-01-11 19:15

热设计真的很重要,今天跟几个朋友聊了聊热设计,发现大公司非常注重热设计,他们有专门的热设计仿真人员,与热结构设计以及测试优化人员

希望我们大家一起来关注这个领域!

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