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為什么電子設(shè)備的散熱這么重要

作者:信息發(fā)布員 來(lái)源:東莞市華圳電子科技有限公司 時(shí)間:2019/12/9 23:22:33

電子設(shè)備在工作時(shí),輸出功率往往只占設(shè)備輸入功率的一部分,其功率損失一般都以熱能形式散發(fā)出來(lái)。實(shí)際上電子設(shè)備內(nèi)部任何具有實(shí)際電阻的載流元件都是一個(gè)熱源。尤其是一些耗散功率較大的元器件,如電子管、變壓器、大功率晶體管、大功率電阻等。另外,電子設(shè)備的溫度與周圍環(huán)境的溫度有密切的關(guān)系。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí),設(shè)備工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量就難以散發(fā)出去,將使設(shè)備溫度提高。由于設(shè)備內(nèi)的元器件都有一定的工作溫度范圍,若超過其極限溫度,就將會(huì)引起設(shè)備工作環(huán)境的改變,造成元器件損壞,縮短使用壽命,甚至使整機(jī)出現(xiàn)故障。因?yàn)榻^緣材料的抗電強(qiáng)度會(huì)隨溫度的升高而降低,而且電路元器件的電參數(shù)受溫度的影響也很大。所以對(duì)電子設(shè)備的“溫升”有一定的限制,通常規(guī)定不得超過40℃,最高工作溫度也不應(yīng)超過65℃,以不燙手為限。室內(nèi)溫度一般以保持在20℃~25℃最為合適。一般情況下,室溫超過35℃,即應(yīng)采取人工降溫措施。電子設(shè)備的散熱設(shè)計(jì),就是根據(jù)傳熱學(xué)的基本原理,采用各種散熱手段,使設(shè)備的工作溫度不超過其極限溫度,從而保證電子設(shè)備在預(yù)定的環(huán)境下可靠的工作。



溫度的影響

任何電子元器件受熱后參數(shù)都要發(fā)生變化,給整機(jī)性能帶來(lái)不良的影響。

1 溫度對(duì)變壓器、扼流圈的影響

溫度對(duì)這兩種元件的影響,除降低其使用壽命外,絕緣材料的性能也將下降。一般變壓器、扼流圈的允許溫度應(yīng)低于95℃。


2 溫度對(duì)電子管的影響

過高的溫度使電子管內(nèi)的吸氣劑、各個(gè)電極和玻璃殼排放氣體,使電子管的真空度下降,影響其工作性能。此外,高溫會(huì)使玻璃殼產(chǎn)生熱應(yīng)力而損壞,使管內(nèi)的氣體電離,電離后的離子將轟擊陰極,破壞其涂覆層,導(dǎo)致發(fā)射率下降、加速老化、降低壽命。因此,電子管的玻璃殼溫度不得超過150℃~200℃。


3 溫度對(duì)半導(dǎo)體器件的影響

半導(dǎo)體對(duì)溫度反應(yīng)很敏感,過高的溫度會(huì)使器件的工作點(diǎn)發(fā)生漂移、增益不穩(wěn)定、噪聲增大、信號(hào)失真,嚴(yán)重時(shí)引起熱擊穿。因此,通常半導(dǎo)體器件的工作溫度不能過高,如鍺管不能超過70℃~100℃,硅管不能超過150℃~200℃。


4 溫度對(duì)電阻器的影響

 溫度升高會(huì)使電阻器的使用功率下降,導(dǎo)致其壽命降低。如RTX 型碳膜電阻,當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí),允許的使用功率為標(biāo)準(zhǔn)值的100%,環(huán)境溫度增至100℃時(shí),允許的使用功率僅為標(biāo)準(zhǔn)值的20%。另外,溫度過高會(huì)使熱噪聲增大。溫度變化同樣會(huì)使其電阻值變化,溫度每升高或降低10℃,其電阻值大約變化1% 。


5 溫度對(duì)電容器的影響

溫度對(duì)電容器的影響主要是降低其使用壽命。通常認(rèn)為,在超過規(guī)定允許溫度下工作時(shí),溫度每升高10℃壽命將降低一半。此外,溫度的變化也會(huì)引起電容量、功率因數(shù)等參數(shù)的變化。電子設(shè)備工作的極限溫度應(yīng)以元器件的最低極限溫度為標(biāo)準(zhǔn)?紤]到設(shè)備環(huán)境溫度一般為40℃~50℃,所以電子設(shè)備工作時(shí),機(jī)內(nèi)的溫度一般不超過50℃~80℃。

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