原创 继续探讨热分析

最近有点慵懒，一直在逼迫自己写东西，不过呢写那些数值计算确实是一件令人不愉快的事情，上个周几乎把我搞得厌倦分析的工作了，相对轻松一些的就是介绍了，当然定性的分析能够让你知道问题在哪里，定量的分析让你知道怎么去改进。还是先看看定性的分析。

首先提一下热分析的概念哈，我们可以用各种手段完成，包括仿真软件，手算，实际测试等等，器件发热会导致很多问题：

1.半导体损耗 ： 通常，急剧上升的温度可能容易导致超过器件使用范围。

2.过大温差引起的机械应力：导致脆弱的结构部分受力过大（焊点），和早期失效。    

3.寿命降低 ： 随着每10 °C温度的升高，机械失效的概率将成倍增加。

我们一定要把下面这个图搞搞清楚，我们一般可以很多器件都会标明junction温度，这个实际上是器件的极限温度，如果我们把器件设计在这个温度下长期工作，我想这样的设计会让人崩溃的。
呵呵，我们一般都会加一个余量，这个余量根据我们认知的不同可大可小，一般呢根据经验取20%～40%不等。



由于历史原因，对分立器件的“结温”实质上是PN交界处结温度（整流二极管，双极晶体管），普遍的来说，元器件的结温指的是在设备最热的地方（硅片）。




★辐射由于缺乏辐射系数的信息而显得计算复杂，一般系数介于0.03和1，实际需要通过测量才能确定确切的数字。

★在非常高的表面温度的辐射对于传热的贡献急剧增加，但在更多实际情况中，一般之只能处理5％（抛光面）到40％（黑面）的热量。

★如果辐射能量通过相邻的物体表面反射，辐射的效果将会减少，这所谓的'屏蔽效应'（弯曲的散热片的边缘）

热对流
热对流是通过沿散热片表面流动的空气中散发热量，不同的表面处理，实际中热对流散发60%至90%的热量。

实际计算过程中，热对流是相当麻烦的：
★温度依赖性

表面温度越高，对流会加大。（温度上身35℃，对流增加约5％）。

★表面'接触'的长度和方向。

上升的热空气造成的空气在垂直面上最动荡，正方形为最好方案。同样表面积的正方形散热片比矩形的2对流增加约15％）
★横向气流下沉
★'屏蔽效应'
如果热表面距离太近，空气流动的干扰（动荡），再次降低了冷却效果。
如果表面间隔为10-15毫米外，其效果就影响不大了。


综合上述效应：

在良好的布局，热空气是远离热点，新鲜的空气通过印刷电路板降低散热。
印刷电路板板上为了提高气体流动所开的孔的效果，很大程度上取决于实际产品的气流状况。

以上只是介绍了热分析的一部分，继续加油分析这个东东，其实挺有趣的。