電子設備的其他散熱方法

1、電子設備的其他散熱方法第1頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 液體冷卻 當電子設備的熱流密度較大，靠強迫風冷無法控制溫升時， 或雖可用強迫風冷，但冷卻用散熱器必須很大，在結構上難以實現(xiàn)時， 或空用電子設備因空氣密度小，難以使用強迫風冷時，可采用液體冷卻。 第2頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 液體冷卻優(yōu)點：由于液體的導熱系數(shù)和熱容比空氣大得多，所以與風冷相比較，液冷具有換熱熱阻小，冷卻效率高等優(yōu)點。 缺點：冷卻系統(tǒng)比較復雜，體積、重量較大，設備費用較高，維修較困難。 第3頁，共20頁，2022年，5月

2、20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 液體冷卻例：用水作為冷卻劑的液體冷卻，換熱量可達4080 Wcm2，最大可達120 Wcm2 國內大多數(shù)大功率發(fā)射機的發(fā)射管(如速調管、行波管、返波管、磁控管等)都采用液冷方法。 第4頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 液體冷卻 按冷卻方式來分，液體冷卻可分為直接液冷和間接液冷兩種。 1直接液冷 直接冷卻是冷卻液體與發(fā)熱元器件直接接觸而進行的熱交換。熱源將熱量傳給冷卻液體，再由冷卻液體將熱量傳遞出去。直接液冷的散熱作用主要依靠冷卻液的對流換熱。 第5頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26

3、分，星期四電子設備的其他散熱方法 液體冷卻 1直接液冷 根據(jù)液冷的形式和原理，直接液冷可分為三種方式： 依靠對流的無攪動液冷，如圖(a)所示； 依靠對流的有攪動液冷，如圖(b)所示； 強迫對流液冷，如圖(c)所示。第6頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四液面(a)無攪動第7頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四(b)有攪動液面電動機第8頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四(c)強迫對流直接液冷蒸汽液體膨脹箱液體-空氣熱交換器風扇熱敏元件入口泵出口高損耗元件安裝處第9頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備

4、的其他散熱方法液體冷卻 1直接液冷采用直接液冷時應滿足如下要求：(1)電子設備的機殼要密封，并有足夠的強度。(2)所用冷卻液體與電子設備的元器件要有相容性，不產(chǎn)生腐蝕和其他化學作用，要滿足絕緣要求，并且粘度低，以利于自然對流。(3)元器件和組件的布置、安裝要合理，力求降低液體流動時的阻力。(4)要考慮被加熱流體的膨脹，機殼的上端應留有一定的空間作為膨脹箱。(5)在結構設計時應考慮方便檢查和維修。第10頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法液體冷卻2間接液冷 間接液冷是指發(fā)熱元器件及組件不與冷卻劑接觸，電子設備元器件裝在一個由液體冷卻的冷板上，所產(chǎn)生的熱

5、量靠熱傳導傳給冷板，然后再由冷卻劑把熱量帶走。 第11頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法液體冷卻2間接液冷 冷板表面與元器件及組件要緊密接觸，以形成低熱阻通路。冷板可以是帶有冷卻管道的底板，如圖所示； 也可以由兩塊金屬板在相應的位置上沖壓成凹槽，再把兩塊板焊成一個整體，形成扁管式冷板，如圖所示。 第12頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四第13頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四第14頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 蒸發(fā)冷卻1蒸發(fā)冷卻原理 物質從液態(tài)變?yōu)闅?/p>

6、態(tài)的過程稱為汽化。 汽化有兩種形式：一種僅在液體自由表面上汽化，稱為蒸發(fā)，它在各種溫度下都能發(fā)生；另一種不僅在液體表面汽化，而且在液體內部也同時汽化，這種汽化稱為沸騰。 不論是蒸發(fā)還是沸騰，都需要一定的熱量。 在一個大氣壓下，I kg水變成蒸汽需要吸收627W的熱量，蒸發(fā)冷卻就是利用這個原理來冷卻發(fā)熱電子器件。第15頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 蒸發(fā)冷卻2蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的組成 圖所示為電子設備蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。它由熱源(發(fā)射管)、蒸發(fā)鍋、冷凝器、水位控制箱、壓力連鎖裝置以及各種管系等主要部件組成。 第16頁，共20頁，2022年，5月20日，20點

7、26分，星期四第17頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 蒸發(fā)冷卻2蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的組成 置于蒸發(fā)鍋里的發(fā)射管工作時，發(fā)射管耗散的熱量傳給水，水達到飽和溫度后開始沸騰變成蒸汽，蒸汽經(jīng)汽室上升沿蒸汽絕熱管進入冷凝器，冷凝水經(jīng)過回水管又返回蒸發(fā)鍋，以形成一個循環(huán)。為了防止蒸發(fā)鍋水位下降，使陰極暴露于水面造成燒壞，通常采用均壓管，使水位控制箱與蒸發(fā)鍋水位處于同一水平線，以保證必要的水位。 第18頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 蒸發(fā)冷卻3蒸發(fā)冷卻的優(yōu)缺點 (1)優(yōu)點 液體蒸發(fā)可提供較大的傳熱量(一般為80250Wcm，最大可達450Wcm)；冷卻系統(tǒng)有較好的過載能力；利用蒸發(fā)冷卻可以達到恒溫目的；與水冷比較可以做到設備簡單，維修方便，工作噪聲小。第19頁，共20頁，2022年，5月20日，20點26分，星期四電子設備的其他散熱方法 蒸發(fā)冷卻3蒸發(fā)冷卻的優(yōu)缺點 (2)缺點蒸發(fā)冷卻發(fā)射管屏極的結構形式要進行