【阅读摘要】冷板及传导冷却

冷板的特点：
1. 冷板一般采用高导热系数材料制成，只要元器件放置适当，就可使冷板表面接近等温，从而带走较大的集中热载荷。
2. 冷剂通过间壁吸收电器元器件的耗散热，由于两者不直接接触，故可避免冷剂对电子元器件的污染。
3. 由于冷板采用间接冷却方式，故可采用一些介电性能不好但是传热性能优良的冷剂，如水，从而提高冷板冷却效率。
4. 冷板通道的当量直径较小，通道可布置各种高效肋片，故冷板表面传热系数高。

近年来，由于电子元器件的功率密度急剧增长，液冷式冷板也越来越多地采用各种特殊结构肋片，这样做不仅大大增加了传热面积，同时也使流体在通道中形成强烈扰动，从而有效地降低热阻，进一步提高液冷冷板的传热效率。目前，气冷冷板的适用功率密度可达1.5W/cm2，液冷冷板的功率密度约为5W/cm2。

冷板传热表面的几何特性

传热表面的几何特性
1. 水力半径
2. 当量直径
3. 肋片面积比
4. 孔度

第4章 机箱和电路板的传导冷却
4.1 集中热源的稳态传导
热流路径的材料显著影响路径上产生的温度梯度。材料的传热能力由其物理性质和结构形状决定。
4.2均匀分布热源的稳态传导
傅里叶公式

4.3铝质散热芯电路板
温升小，尤其适用于高温场合。
但是由于不同的材质膨胀系数不同，易造成组件翘曲。
铜和铝两者的膨胀系数均大约是环氧玻璃纤维板的两倍。
+36
4.4非均匀截面壁的机箱+
建立热阻模型，求热阻

4.5二维热阻网络
典型电子设备机箱的热传导路径，通常在两个或更多的方向上同时存在。如果热流路径上有多个集中的输入热源，则沿热流路径的温度分布难以估算。一种简化求解的方法是将结构分成一组较小的单元，这些单元用热阻互连起来，形成热阻网络。每个小单元的质量集中在它的几何中心上，该点叫单元的节点。

很大的二维和三维的热阻网络常要用高速数字计算机进行计算，以求得复杂结构的温度分布图形。小型样机中的温度常可用基本的热传导方程求得。在数学模型中，对每个节点写出热平衡方程，然后联立求解这些方程，得出每个节点的温度。

4.6空气接触面的热传导

通过接触面间传导的热量还与界面间的空气、油或润滑脂等介质有关。使用硅脂或导热软膏、导热的金属氧化物填充界面间隙，可以改善总的传热性能。这些材料在温度大大超过多数电子元件的最高工作温度下也不会出现干硬现象。水具有高导热系数，是一种极好的界面导体，但容易汽化。
如果两个大面积的接触表面不平滑，则界面间必须垫上干式接触材料，常用软的薄金属片如铝片、铜片或钢片，厚度约为0.05mm，来改善界面的传热性能。
工程上常用的提高接触面的热传导系数值（即减小接触热阻）的主要措施有：
1. 增大接触面积；
2. 增大接触面积之间的压力，并使接触压力均匀；
3. 提高两个接触面的加工精度，使接触表面保持平滑；
4. 在接触表面之间垫以导热衬垫，或涂抹导热脂、导热膏等介质；
5. 在结构强度允许的条件下，选用较软的金属材料制作散热器安装表面或器件的壳体。

4.7接触面在高空中的热传导
在高空、夹紧的两表面间的传热量往往会急剧减少。在高真空环境，两个邻近的表面如果不是紧密接触，则不会有热传导。（非热辐射）
在真空环境中传递热量，必须提供刚性的热接触面。测试数据表明，真空环境中典型的博班金属结构具有的界面热传导系数值只有海平面的10%。

工程实际应用的电子设备结构，其接触面面积往往较大，接触面的压力不均匀，并且表面也不是刚性、平直的。由于这些原因，一些大型薄板金属结构的实际接触面热传导系数值通常比公布的数据低很多。

4.8电路板边缘导轨
如果导轨和印制电路板边缘之间的接触面有足够的压力和表面积，则导轨边缘可用来传导印制电路板的热量。