电子元器件的散热方法

随着电子设备的高频、高速和集成电路技术的快速发展，电子设备的总功率密度显著增加，但物理尺寸越来越小，热流密度增加，因此高温环境必然会影响电子设备的性能，需要更高效的热控制。如何解决电子元器件的散热问题是现阶段的重点。因此，本文简要分析了电子元器件的散热方法。

电子元器件BAT54的高效散热问题受传热和流体力学原理的影响。电气设备的散热是控制电子设备的运行温度，以确保其工作温度和安全，主要涉及散热、材料等方面的不同内容。目前，主要的散热方式主要是自然、强制、液体、制冷、疏浚、热管等方式。

一、自然散热或冷却方法

自然散热或冷却方法是在自然条件下，不接受任何外部辅助能量的影响，通过局部加热装置进行温度控制，其主要方法是导热、对流和辐射集中，主要应用是对流和自然对流。其中，自然散热和冷却方法主要用于对温度控制要求较低的电子元件、热流密度相对较低的低功耗设备和部件。这种方法也可以应用于密封和密集组装的设备中，而无需使用其他冷却技术。在某些情况下，当散热能力要求相对较低时，电子设备本身的特点也会被用来适当地增加其对相邻热沉导热或辐射的影响，并通过优化结构来优化自然对流，从而提高系统的散热能力。

二、强制散热或冷却方法

强制散热或冷却是通过风扇加速电子元器件周围的空气流动并带走热量的一种方式。该方法相对简单方便，应用效果显著。如果电子元器件空间大，使空气流动或安装一些散热设施，则可应用此方法。在实践中，提高这种对流传热能力的主要方法如下：适当增加散热总面积，在散热表面产生相对较大的对流传热系数。

在实践中，广泛应用于增加散热器表面散热面积的方法。在工程中，散热器的表面积主要是通过翅片扩大，从而增强传热效果。翅片散热方法可分为不同的形式，用于一些热耗电子设备的表面和空气中的换热设备。该模式的应用可以降低热沉热阻，提高散热效果。对于一些功率相对较大的电子期，航空中的扰流可以通过在散热器中添加扰流片来处理。在散热器表面流场引入扰流可以提高换热效果。

三、液体冷却散热方法

液体冷却是一种基于芯片和芯片组件形成的散热方法。液体冷却主要可分为直接冷却和间接冷却。间接液体冷却方法是利用液体冷却剂直接接触电子元器件，通过中间媒体系统，利用液体模块、导热模块、喷射液体模块、液体基板等辅助装置在发射的热元件之间传递。直接液体冷却方法也可称为浸入式冷却方法，即液体直接接触相关电子元件，通过冷却剂吸收热量，带走热量，主要用于部分热量体积密度相对较高或在高温环境中使用的设备。

四、散热或冷却方法的制冷方法

散热或冷却方法的制冷方法主要包括制冷剂的相变冷却和Pcltier制冷，在不同的环境中采用不同的方法，应根据实际情况合理应用。制冷剂的相变冷却是一种通过制冷剂的相变吸收大量热量的方法，可以在某些特定场合冷却电子设备。一般情况下，环境中的热量主要通过制冷剂蒸发带走，主要包括容积沸腾和流动沸腾。在一般情况下，深冷技术在电子元器件的冷却中也具有重要的价值和影响。深冷技术可应用于一些功率相对较大的计算机系统，不仅可以提高循环效率，而且具有广泛的制冷数量和温度范围，整个机械设备的结构相对紧凑，循环效率相对较高。Pcltier一些传统的电子元器件通过半导体制冷散热或冷却，具有装置体积小、安装方便、质量强、拆卸方便等优点。这种方法又称热电制冷方法，是通过半导体材料本身的Pcltier效应，在不同半导体材料的串联作用下形成直流电偶，可以吸收电偶两端的热量，释放热量，从而达到制冷效果。这种方法是一种产生负热阻的制冷技术和手段，其稳定性相对较高，但由于其成本相对较高，效率相对较低，应用于一些体积相对紧凑、制冷要求较低的环境中。其散热温度≤100℃；冷却负载≤300W。

五、散热或冷却中的能量疏导方法

电子器件散发的热量通过传热元件传递到另一个环境中。在电子电路集成的过程中，大功率电子设备逐渐增加，电子设备的尺寸也越来越小。对此，这就要求散热装置本身要有一定的散热条件，而散热装置本身也要有一定的散热条件。由于热管技术本身具有一定的导热特性，具有良好的等温特性，具有热流密度可变性和恒温特性，能快速适应环境优势，广泛应用于电子电气设备散热，能有效满足散热装置的灵活性、高效可靠性，目前广泛应用于电气设备、电子元器件冷却和半导体元件散热。热管是一种高效、相变传热的传热方式，广泛应用于电子元器件散热中。在实践中，必须对不同类型的热管进行单独的设计，分析重力和外力的影响。在热管设计过程中，要分析生产的材料、工艺和清洁度，严格控制产品质量，监测温度。

六、热管散热

典型的热管由管壳、多孔毛细管芯和工作介质组成。工作质量在真空状态下从蒸发段吸收热源产生的热量蒸发后，在小压差下迅速流向冷凝段，将潜热冷却成液体冷凝液，然后在吸收芯毛细吸力的作用下从冷凝段返回蒸发段，然后吸收热源产生的热量。这样，热量从蒸发段不断传递到冷凝段。热管最大的优点是在温差小的情况下传递大量热量，其相对导热率是铜的数百倍，被称为“近超导热体”，但任何热管都有传热极限。当蒸发端的热量超过一定极限时，热管中的工作介质都会蒸发，导致循环过程中断热管故障。由于我国微热管技术不成熟，热管在电力电子设备冷却中没有得到广泛应用。