电子设备冷却技术 第2版PDF电子书下载

第1章 冷却要求的评价 1

1.1热源 1

1.2热传输 1

1.3稳态热传递 3

1.4瞬态热传递 3

1.5飞机、导弹、卫星和航天飞机用电子设备 4

1.6船舶和潜艇用电子设备 5

1.7通信系统和地面保障系统用电子设备 6

1.8个人计算机、微型计算机和微处理器 7

1.9电子设备冷却规范 8

1.10功耗的规定 8

1.11尺寸单位和换算系数 9

第2章 电子机架的设计 14

2.1成形板金属电子组件 14

2.2带整体式冷板的浸焊机箱 15

2.3带冷却翅片的石膏模和熔模铸造 16

2.4压模铸造机箱 17

2.5大型砂铸 17

2.6大型机柜的挤压成形截面 17

2.7电子机箱中的湿度考虑 18

2.8敷形涂覆 19

2.9密封电子机箱 19

2.10标准电子机箱尺寸 22

第3章 机箱和电路板的传导冷却 24

3.1稳态传导的集中热源 24

3.2安装在支架上的电子元件 25

3.3例题——安装在支架上的晶体管 25

3.4稳态传导的均匀分布的热源 29

3.5例题——PCB上集成电路的冷却 31

3.6带铝散热芯体的电路板 32

3.7例题——沿PCB散热板的温升 33

3.8如何避免带金属散热条的PCB的翘曲 33

3.9带不均匀薄壁截面的机箱 34

3.10例题——沿不均匀箱壁的热流动 35

3.11二维模拟电阻网络 38

3.12例题——在电源散热器上的二维传导 38

3.13空气接合面两边的热传导 43

3.14例题——螺接接合面两边的温升 45

3.15例题——小气隙两边的温升 46

3.16接合面两边在高空的热传导 47

3.17高空气体释放 49

3.18电路板边缘导向件 50

3.19例题——PCB边缘导向件两边的温升 51

3.20通过金属盖板的热传导 52

3.21辐射状热流 52

3.22例题——通过圆柱壳体的温升 53

第4章 电子元件的安装和冷却技术 55

4.1不同类型的电子元件 55

4.2元件在PCB上的安装 56

4.3例题——PCB插件上的集成电路热点 58

4.4如何安装大功率元件 62

4.5例题——将大功率晶体管安装在散热板上 64

4.6大功率元件的电气绝缘 65

4.7例题——将晶体管安装在散热支架上 66

4.8元件引线的应变消除弯角 67

第5章 自然对流和辐射冷却实用指南 72

5.1自然对流如何求取 72

5.2垂直板的自然对流 74

5.3水平板的自然对流 74

5.4通过自然对流传递的热量 75

5.5例题——垂直板自然对流 75

5.6自然对流条件下的湍流 76

5.7例题——电子机箱的热损耗 77

5.8自然对流冷却的翅片表面 79

5.9例题——电子机箱的冷却翅片 80

5.10自然对流模拟热阻网络 81

5.11 PCB的自然对流冷却 83

5.12密封气室的自然对流系数 84

5.13例题——贴近箱壁的PCB 85

5.14自然对流的高空效应 86

5.15例题——PCB在高空的冷却 87

5.16电子设备的辐射冷却 89

5.17辐射视角因数 92

5.18例题——混合电路的辐射热传递 95

5.19例题——双场效应晶体管开关的连接温度 97

5.20太空的辐射热传递 98

5.21太空中α/e对温度的影响 100

5.22例题——电子机箱在太空的温度 101

5.23简化的辐射热传递方程 101

5.24例题——电子机箱的辐射热损失 102

5.25对流和辐射热传递的综合 104

5.26例题——飞机座舱内的电子机箱 104

5.27可靠性预计用的等效环境温度 106

5.28例题——RC07电阻器的等效环境温度 107

5.29外表面有效辐射强度的增强 108

第6章 电子设备的强迫空气冷却 110

6.1强迫冷却方法 110

6.2风扇冷却气流的方向 110

6.3静压和速压 113

6.4用速位差表示的损失 115

6.5例题——风扇入口的气流损失 115

6.6电子机箱气流流阻曲线的建立 116

6.7例题——风扇冷却的电子机箱 117

6.8空心PCB 128

6.9电子设备的空气冷却风扇 130

6.10空气过滤网 132

6.11断路开关 132

6.12静压损失表图 133

6.13高空条件 134

6.14例题——在30000ft高空的风扇冷却机箱 135

6.15其他的对流系数 138

6.16例题——TO-5晶体管的冷却 140

6.17外部气源的调节冷却空气 141

6.18例题——冷却气流曲线的绘制 141

6.19不同高度条件下的静压损失 142

6.20例题——在65000ft高空的静压降 144

6.21不同高度条件下的总压降 149

6.22例题——通过电子机箱的总压损失 149

6.23翅片冷板和热交换器 150

6.24多翅片热交换器中的压力损失 151

6.25翅片效率因子 152

6.26例题——带翅片热交换器空心PCB 154

6.27不希望有的气流反向 163

6.28迎面吹风冷却 166

6.29例题——大功率机柜的迎面吹风冷却 168

6.30高度对热交换器性能的影响 173

6.31例题——不同高度和功率条件的热交换器温度 174

第7章 引线、焊点和电镀通孔的热应力 178

7.1引言 178

7.2航空电子完整性大纲 178

7.3电子设备的热胀系数 178

7.4例题——表面安装变压器引线和焊点中的热循环应力 179

7.5热膨胀力和热膨胀应力的化简 183

7.6通孔安装的X-Y热膨胀应力 184

7.7例题——通孔安装电阻的热应力 184

7.8小型轴向引线元件的通孔安装 188

7.9例题——小型玻璃二极管中诱发的轴向力 188

7.10 PCB抗弯刚度对引线应力的影响 190

7.11例题——如何减小PCB弯曲产生的引线力 191

7.12 Z轴膨胀对电镀通孔可靠性的影响 192

7.13例题——铜电镀通孔中的热膨胀应力 193

7.14芯片载体的表面安装技术 194

7.15例题——表面安装陶瓷芯片载体中的焊点应力 196

7.16芯片载体引线中的弯曲应力 202

7.17热膨胀引起的DIP引线的短路效应 202

7.18 Z轴热膨胀对元件引线和通孔安装元件焊点的影响 204

7.19例题——在PCB上的通孔安装变压器 204

7.20焊点剪切应力的减小 206

第8章 在热循环和振动环境中疲劳寿命的预计 209

8.1疲劳的产生 209

8.2焊接的物理特性 210

8.3缓慢的循环疲劳和快速的循环疲劳 211

8.4热循环疲劳寿命的估算 213

8.5例题——表面安装变压器焊点的疲劳寿命 214

8.6引线和焊点中的振动疲劳 215

8.7 PCB的谐振频率 215

8.8例题——PCB插板的谐振频率 216

8.9希望的正弦振动的PCB谐振频率 217

8.10例题——希望的正弦振动的PCB的谐振频率 218

8.11随机振动疲劳寿命 218

8.12例题——希望的随机振动的PCB谐振频率 219

8.13米勒累积损伤疲劳比 219

8.14例题——在几种不同的热循环环境中累积的损伤 220

8.15在综合环境中工作的电子系统 222

8.16例题——在振动和热循环环境中累积的疲劳 222

8.17电源元件 228

8.18例题——装在PCB上的电源变压器的随机振动疲劳和热循环疲劳的综合 228

8.19在低温下振动和热循环的叠加 235

8.20表面安装LCCC器件的热循环疲劳寿命 236

8.21例题——热循环的LCCC焊点疲劳 236

第9章 电子系统的瞬态冷却 238

9.1简单的绝热系统 238

9.2例题——变压器的瞬变温升 238

9.3热容量 239

9.4时间常数 239

9.5加热循环瞬变温升 240

9.6例题——散热器上的晶体管 240

9.7不同时间常数的温升 243

9.8例题——晶体管达到其稳定温度95%所需的时间 244

9.9冷却周期瞬变温度变化 245

9.10例题——晶体管和散热器冷却 245

9.11温度循环试验的瞬态分析 246

9.12例题——温度循环试验中的电子机箱 249

9.13例题——降低过热点温度的方法 253

9.14例题——对PCB上放大器的瞬态分析 254

第10章 急冷作业的特殊应用 259

10.1新技术——要注意的方法 259

10.2热管 259

10.3热管中的性能降低 260

10.4典型热管性能 261

10.5热管应用 262

10.6直接和间接液体冷却 264

10.7强迫液体冷却系统 265

10.8液体冷却系统用泵 267

10.9储压箱和膨胀箱 267

10.10液体制冷剂 267

10.11简单液体冷却系统 268

10.12间接液体冷却用元件的安装 268

10.13强迫液体冷却基本流动方程 269

10.14例题——水冷冷板上的晶体管 272

10.15固态热电冷却 278

第11章 大型安装架和机柜的有效冷却 280

11.1大型控制柜的诱发通风冷却 280

11.2大型机柜的气流损失 280

11.3上浮压力和压力损失 281

11.4例题——大型机柜的诱发通风冷却 281

11.5有多个气流隔层的大型机柜的自然冷却 284

11.6例题——有诱发通风的机柜中的冷却空气的温升 285

11.7诱发通风系统的警告说明 287

11.8有叠放式抽斗的高机柜 288

11.9例题——有7层叠放式抽斗的控制柜的诱发通风冷却 289

11.10集装在密封机壳内的电子设备 292

11.11在大型控制柜内的小型封装模块 294

11.12例题——密封在抗射频干扰壳体内的小型PCB 296

11.13小型封装模块测试数据 300

11.14串联和并联气流风道内的压力损失 303

11.15例题——串联和并联气流网络 303

第12章 建立数学模型的有限元方法 308

12.1引言 308

12.2有限元分析的步骤 309

12.3奇异性 310

12.4建立引线、焊点和电镀通孔的模型 311

12.5机架和电路板的建模方法 318

第13章 环境应力筛选技术 322

13.1引言 322

13.2在热循环和振动期间累积的损伤 323

13.3处于热循环和振动环境中的系统 323

13.4单轴和多轴振动 324

13.5电子机架内的电路板的取向 324

13.6制定有效环境应力筛选大纲所需要的参数 325

13.7例题——建立商用电子系统的有效筛选 327

13.8例题——建立军用电子系统的有效筛选 329

参考文献 333