关于电子产品热设计风道优化的几个原则

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从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作，涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域

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本期给大家带来的是关于电子产品热设计风道优化的几个原则研究内容，希望对大家有帮助。

之前公众号有文章介绍了风扇的基础知识，包含系统所需风量的预估计算，风扇选型等内容，感兴趣的可查看以下链接。

关于电子产品中风扇应用的基础知识

散热第一步是导热

按照之前的设计思路，基本上都需要多个版本的迭代设计，才能把热设计方案做的比较完善，工作流程可参考文章

敏捷开发在热设计项目的工程应用

电子产品风冷热设计方案中，风道的设计非常重要。

结合某大厂（据说是华为）热设计规范文档，以及个人项目经验，汇总整理。以下是风道设计的一些基本原则：

尽量采用直通风道，避免气流的转弯。在气流急剧转弯的地方，应采用导风板使气流逐渐转向，使压力损失达到最小。

尽量避免骤然扩展和骤然收缩。

进出风口尽量远离，防止气流短路。

在机柜的面板、侧板、后板没有特别要求一般不要开通风孔，防止气流短路

为避免上游插框的热量带入下游插框，影响其散热，可以采用独立风道，分开散热。

风道设计应保证插框单板或模块散热均匀，避免在回流区和低速区产生热点

对于并联风道应根据各风道散热量的要求分配风量，避免风道阻力不合理布局

要避免风道的高低压区的短路

以下是一些典型的风道

对于风道1：最简单的鼓风风道，由机柜底部进风，可由机柜顶部出风。如果要求防滴落，可在顶部加盖板，侧出风，或顶部安装金属丝网。

靠近风扇的插框换热效果最佳，由于风道必然存在漏风，而且离风扇较远处流场分布已较均匀，所以上插框的风速相对较低，换热比较弱，而且下面插框的热量将带入上插框。由于机柜内为正压，灰尘不会从缝隙进入机柜。

对于风道2：最简单的抽风风道，由机柜底部进风。流场分布均匀，各插框换热强度相差不大。

但如果风道中有较大的缝隙，如拉手条间的间隙，则会形成气流部分短路，下面插框的通风量将大大降低。下面插框的热量依然被带入上面的插框。机柜内为负压，灰尘将通过缝隙进入机柜。

还有很多类型的风道，这里不赘述，原文件我已放到云盘知识库。感兴趣的关注公众号，发送“热设计规范”，即可获取。

下面结合之前提到过的非车载4KW AC-DC充电机风冷散热设计项目，为大家讲解以下五点原则。

原则一.弱化热级联

即空气流过发热体后，会把热量带到下游区域，会影响下游区域元器件的温度，即使其本身功耗很低，但因为受到上游热空气影响，其温度也会升高。

把原先的直来直去的风道方式改成了上图的两侧进风，正面出风方式，搭配元器件布局完善，效果很明显。

原则二:热敏器件置于冷风口

冷风进入系统后会迅速被器件加热，因本身温度升高，故其冷却能力降低。

进风口处放置温度要求最严格或散热风险最高的器件。如下图所示，我们将热敏感元器件，电容等放置在冷风口。

原则三：导向高发热区，避免风量浪费

风扇驱动提供的风量是有限的，应当将空气导向散热风险更大的区域，避免风量浪费。

如下图所示，4KW项目中在散热器聚集的中间区域，施加导风罩，进一步将空气导流到高发热区域。

原则四：合适区域开孔降风阻、改变风流方向

上述原则三图所示，导风罩的施加实际上是通过增大低发热区的风阻，空气被“逼”入高发热区。

从另一个角度出发，我们在两侧、正面通过加大高发热区空气流通路径上的开孔、移除挡风部件等措施降低流动风阻来主动”吸“入更多风量，如下图所示，但因为其防尘防水的需要，所以加了些过滤棉，其对整个散热也会有影响。

原则五：规避热风回流

冷风进入系统后会迅速被器件加热，温度迅速升高，故其冷却能力降低。此时如果因为风道设计问题，导致热风回流，就会造成内部热量堆积，系统整体散热效率降低。

对于热风回流、风道短路等是在风冷散热方案设计中，风道规划设计时需要关注的重点方向。

网址：关于电子产品热设计风道优化的几个原则 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/230401

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