理论教育 如何优化高密度接插件和变压器的热安装?

如何优化高密度接插件和变压器的热安装?

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:安装密度大的接插件也应注意这一点。580.多线接插件应留有富裕接触对,除非作为更换、接地及并联使用外,也可以防止热点集中。热安装时应防止产生热应力,要有消除热应力的结构措施。散热效果取决于安装状况。596.变压器和电感器的热安装位置应最大限度地减少与其他元器件间的相互热作用,最好将它们安装在外壳的单独一角或安装在一个单独的外壳中。

如何优化高密度接插件和变压器的热安装?

560.发热元器件应尽可能远离其他元器件,一般置于边角、机箱内通风位置。发热元器件应用其引线或其他支撑物作支撑(如加散热片),使发热元器件与电路板表面保持一定距离,最小距离为2mm。

561.对于温度敏感的元器件要远离发热元件。

562.力求使所有的接头都能传热,并且紧密地安装在一起以保证最大的金属接触面。必要时,建议加一层导热硅胶以提高产品传热性能。

563.器件的方向及安装方式应保证最大对流。

564.将需散热1W以上的器件安装在金属机箱上,或安装传热通道通至散热器

565.大功率接插件应尽可能装在金属板上,以利散热。安装密度大的接插件也应注意这一点。

566.热敏元器件应放在设备的冷区(如底部),不可直接放在发热元器件之上,应装在热源下面,或将其隔离。

567.无源元件应尽量安装于温度最低的区域;当必须安装于有源区时,应采用热屏蔽和热隔离措施。

568.元器件的布置应按期允许的温度进行分类,允许温度较高的元器件应放在允许温度较低的元器件之上。

569.发热量大的元器件应尽肯能靠近温度最低的表面(如金属外壳的内表面、金属底座及金属支架等)安装,并应与表面之间有良好的接触热传导

570.尽可能减小安装界面及传热路径上的热阻。

571.热源的位置要求如下:

1)由发热元件组成的发热区的中心线,应与入风口的中心线一致或略低于入风口的中心线,这样可使机箱内受热而上升的热空气由冷却空气迅速带走,并直接冷却发热元件。

2)元器件的布置应将耐热性能好的元器件或部件放在冷却气流的下游(出口处),耐热性能差的放在冷却气流的上游(进口处)。

572.安装零件时,应充分考虑到周围零件辐射出的热,以使每一器件的温度都不超过其最大工作温度,而且避免对准热源。

573.元器件的安装方位应符合气流的流动特性及提高气流紊流程度的原则。为提高散热效果,在适当位置可加装紊流器。

574.半导体的安装位置应考虑其内部发热或相临元器件发热的影响。

575.对于靠近热源的热敏部件,要加上光滑的、涂有漆的热屏蔽层。

576.确保热源具有高辐射系数。如果处于嵌埋状态,须用金属传热器通至冷却装置。

577.在热传导路径中不应有绝热或隔热元器件。

578.为了减少元器件之间热的相互作用,应适当采用物理隔离法或热屏蔽法。保护对温度敏感的元器件的具体措施包括:

1)尽可能将通路直接连接到热沉。

2)减少高温与低温元器件之间的辐射耦合,增加热屏蔽板以形成热区和冷区。

3)尽量降低空气或其他冷却剂的温度梯度

4)将高温元器件安装在内表面具有高的黑度、外表面低黑度的外壳中,外壳与散热器有良好的导热连接。

5)利用元器件引线导热,引线尽可能粗大。

579.不要把传热的屏蔽罩安装在塑料底盘上。

580.多线接插件应留有富裕接触对,除非作为更换、接地及并联使用外,也可以防止热点集中。

581.带引线的电子元器件应尽可能利用引线的导热。热安装时应防止产生热应力,要有消除热应力的结构措施。

582.小功率晶体管的外壳至衬底之间的导热是最好的传热方法。散热效果取决于安装状况。

583.功率晶体管的传热主要是通过管座,此处管座包括安装螺栓。因此安装表面必须平整光滑,以减小界面热阻。

584.晶体管用的散热器的导热系数要高(一般为金属),而且要有足够的厚度,保证热量迅速扩散。

585.集成电路与晶体管相似,为保证管座接触良好,最好采用弹性安装垫、弹簧夹,同时在安装界面处采用导热膏(脂)或导热硅橡胶

586.整流管和二极管的热设计与晶体管的热设计相类似。可以将二极管直接装在具有电绝缘的散热器上,使界面热阻降低。(www.daowen.com)

587.微波发射管的总功耗接近或超过100W时,一般不宜采用自然冷却方法,而需要采用其他冷却技术。

588.电阻器的主要冷却方法是靠电阻器本身与金属底座或散热器之间的金属导热。

589.电阻器冷却时,使用金属导热夹也是一种很好的安装方法,但应保证紧密接触。

590.变压器和电感器在内部工作温度等于或高于65℃的设备中使用时,禁止采用封闭或液体填料的方式。

591.变压器绝缘级为A级时,温升不得超过50℃,绝缘等级为B级时,温升不得超过60℃。

592.电阻器成组安装时,它们之间的间隙应尽可能地大。当电阻器装在一块垂直板或底座上时,电阻器的轴线必须垂直。当电阻器轴线呈水平方向时,电阻器必须叉排,以便提高其紊流程度和冷却效果。

593.大型绕线电阻器可散发出大量的热。安装时不仅要采取适当的冷却措施,而且还应考虑减少对附近元器件的辐射热。

594.电阻器的热安装要求如下:

1)大型功率电阻器应安装在金属底座上,并尽可能安装在水平位置;如果其他元件与功率电阻之间的距离小于50mm时,则需要在大功率电阻器与热敏元件之间加热屏蔽板。

2)不能再没有散热器的情况下,将功率电阻器直接装在接线端或电路板上。

3)电阻引线长度应短些,使其和电路板的接点能起到散热作用,且最好稍弯曲,以允许热胀冷缩。

4)当电阻器成行或成排安装时,要考虑通风的限制和相互散热的影响,将它们适当组合。

595.半导体器件的热安装要求如下:

1)大功率的半导体器件在需散热器辅助散热时,安装时应尽量减小元器件与散热器之间的距离,加装导热性能好的绝缘衬垫和导热绝缘胶等以减小接触热阻。

2)小功率晶体管、二极管及集成电路的安装位置应尽量减少从大热源及金属导热通路的发热部分吸收热量,可以采用隔热屏蔽板。

596.变压器和电感器的热安装位置应最大限度地减少与其他元器件间的相互热作用,最好将它们安装在外壳的单独一角或安装在一个单独的外壳中。

597.高温(150~350℃)元器件的热设计的一般要求如下:

1)耗热元器件的外表面,应具有较高的黑度,与散热器的热阻应很低。

2)安装表面应由较低的接触热阻,安装表面应进行机械精加工,表面粗糙度要足够低,并具有一定的机械强度,以防变形和保证紧密接触;同时应设计成与支架有压力接触而热连接,而支架在结构上又应成为元器件到散热器的热流通路。

3)不发热的对温度敏感的元器件外表面的黑度应尽量小,且与散热器之间应有低热阻通路。

4)有些元器件(如继电器)既含有热源又有对温度敏感的元器件,热设计时应考虑有良好的热通路,又能保护对温度敏感的元器件。

5)结构件的导热系数和表面黑度应尽量大。

6)各种材料的性质随温度增加而恶化。故材料的选用,应防止在工作温度下发生腐蚀、氧化和其他任何变质作用,应致力于寻求合适的材料(如在温度高于200℃时,任何有机材料均受损坏)。

7)随温度的增加,材料的机械强度和弹性严重降低。应采用横截面积大的材料,以改善导热通路。高温下的弹簧,失效严重。温度增加,疲劳损坏加剧。

8)在设计气密结构时,应考虑各种材料对气体的渗透率随温度的增高而增大的情况。

9)在应用其密零件时,应考虑恒定体积的气压将随温度增高而增大的情况。

598.电子元器件在印制电路板上的热安装还应考虑以下几点:

1)为降低从元器件壳体至印制电路板的热阻,可用导热绝缘胶直接将元器件粘到印制电路板或导热条(板)上。若不用粘接时,应尽量减小元器件与印制电路板或导热条(板)间的间隙。

2)大功率元器件安装时,若要用绝缘片,应采用具有足够抗压能力和高绝缘强度及导热性能的绝缘片,如导热硅橡胶片。为减小界面热阻,还应在界面涂一层薄的导热膏。

3)同一块印制电路板上的电子元器件,应按其发热量大小及耐热程度分区排列,耐热性差的电子元器件放在冷却气流的最上游(入口处),耐热性能好的元器件放在最下游(出口处)。

4)有大、小规模集成电路混合安装的情况下,应尽量把大规模集成电路放在冷却气流的上游处,小规模集成电路块放在下游,以使印制板上元器件的温升趋于均匀。

5)由于元器件引线和印制电路板的热膨胀系数不一致,在温度循环变化及高温条件下,应注意采取消除热应力的一些结构措施。

599.系统或设备内温度传感器应安装在风道的下游或被监控器件的下游附近位置。

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