电子产品热设计（四）
2．设计方法
强制风冷系统的设计包括通风管道的设计、通风口的设计及通风机的选用。
（1）通风管道的设计
① 在保证气流不短路的情况下，通风道应尽量短，以降低风道的阻力损失。
② 应尽可能用直管，以便于加工并减小风阻。当不得不采用弯曲管道时，应尽量采用局部阻力小的结构，并且尽量在风速最小处弯折。
③ 应合理选择管道的截面尺寸和出口形状，风道的截面尺寸应尽可能与风机的出口匹配，以避免增大风阻。
④ 大功率元器件的送风管截面形状应根据元器件的形状而定，以增强散热效果。
（2）通风口的设计
① 通风口的开设应有利于形成有效的自然对流通道。
② 进风口应尽可能对准发热元器件，出风口应尽可能远离进风口。
③ 通风口应开在温差较大的相应位置，且进风口应尽可能低，出风口尽可能高，以防止气流短路。
（3）通风机的选用
① 应根据电子产品通风冷却系统所需的风量、风压、邻近空间大小选择通风机类型。
② 对于要求风量大、风压低的应用系统，优选轴流式通风机，反之则优选离心式通风机。
③ 对于空用电子产品，为确保冷空气的输送量，应采用可变速的通风机以适应不同海拔工作的需要。
3．设计案例
图2是某大功率电源产品的强制风冷散热系统设计（采用风扇＋散热器结构）。
图2某大功率电源产品的强制风冷散热系统设计
七、液冷式冷板散热系统设计
液冷式冷板散热系统适用于较高的环境温度下或高密度热源下工作的情况。设计时一般应遵循以下要求：
① 优选水作为冷却剂，设计时应保证冷却剂能自由膨胀，且机箱必须能承受冷却剂的最大蒸汽压力。
② 要确保冷却剂不会在最高的工作温度下沸腾（如有必要，应安装温度控制元器件），还应确保冷却剂不会在最低温度下结冰。
③ 直接液体冷却适用于体积及功率密度很高的元器件或设备，也适用于必须在高温环境条件下工作且元器件与被冷却表面之间温度梯度很小的部件。
图3 某液冷式冷板散热系统的结构设计
八、其他冷却系统设计介绍
1．半导体制冷系统
半导体制冷又叫温差电制冷，是建立在帕尔贴效应基础上的一种制冷方法。其原理是：当对两种不同导体组成的电偶对通电流时，在电偶的相应接头处会发生吸热和放热现象。这一现象在半导体中表现得更为突出，因此可利用这一原理进行可控温度调节。
半导体制冷系统的优点是：制冷量和冷却速度可以通过改变电流的大小而调节，不需要制冷剂，无机械部件，设计简单、维修方便，可靠性高。
设计半导体制冷系统时，应注意热面温度不应高于60℃（必要时在热面加装强制液冷等高效散热措施），以避免帕尔贴的损坏，同时，冷面的工作温度应控制在20℃以上，以避免结露。
图4是某种帕尔贴实物图及其应用系统。
图4 帕尔贴实物图及其应用系统
2．热管制冷系统
热管一般由管壳、吸液芯和端盖构成。它利用蒸发制冷的原理，增大热管两端的温差，以加快热量的传递。
热管制冷方式的优点是：具有很强的导热能力、优良的稳定性和可调节热流密度等特点，是一种适应性很强的散热系统。其缺点是设计相对复杂。
图5 热管散热系统的结构设计
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