【经验】什么是热管理？如何设计一个热管理方案？

发布时间：2024-12-23 01:15

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什么是热管理？

热量管理是工程师和设计师如何利用不同的热传递方式将热量从一个地方转移到另一个地方。在电子产品中，这始终需要被考虑。

对流类型

大多数解决方案严重依赖对流，因为它对大多数应用程序确实有效。这就是为什么我们根据自然对流（被动对流）或强制对流（主动对流）对解决方案进行分类的原因。主动解决方案是指迫使工作流体通过热管理组件的任何类型的系统。大多数时候，您可以理解为使用泵，风扇或鼓风机。被动对流解决方案依靠诸如浮力之类的自然力来消除热量并将热量带走。在实际应用中，每种对流类型都有其优点和缺点。

冷却液

我们还根据系统中使用的工作流体对热管理解决方案进行分类。解决方案可以是空气，液体或两相冷却解决方案。由于空气是最直接、最普遍的流体类型，但是当冷却需求已经超出了空气系统的能力时就需要纳入液体冷却系统。液体有其自身的复杂性，因为液体和电子产品通常不能很好地配合使用。两相系统同时使用液体和蒸汽形式的工作流体。一些系统使用一种类型工作流体，某些系统可以使用这些冷却类型的组合。所有这些都取决于最终产品的使用方式以及最适合该类型的产品。

为什么热管理如此重要？
有几个不同的原因使热管理不应该在设计过程中成为事后考虑：

首先，我们不希望任何设备着火。

其次电子设备的工作温度直接关系到其寿命，可靠性和性能。在接近最高工作温度运行的设备如果不降额使用则可工作时间较短。硅器件的热性能也不佳。任何玩过激烈的s计算机或PS4游戏的人都知道，如果计算机温度过高，游戏将会延迟卡顿。对于游戏玩家而言，延迟可能意味着生死攸关的情况（当然，在游戏中）。但是在医疗，航空航天，汽车和军事应用中支持生命和安全的设备，实际上真的可能是生死攸关的问题。保护患者，保护操作人员免受伤害，以及使我们能安全运行的系统，不会在紧迫的情况下出现停机，热管理就必须被考虑。