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热量管理

该章节只涉及与元器件和电路板相关的热量管理,用于电路设计参考,不会深入了解传热学(Heat transfer)的内容。

只要导体存在电阻,就会有功率消耗并转化为热能。如果热量没有被及时散走,就会导致温度上升并使寿命衰减,甚至是由于热应力导致机械性的损坏(例如 Xbox 的三红事件)。

基本参数

单位

国际单位制中使用开尔文(\(K\))作为温度的单位,但实际应用中使用摄氏度(\(°C\))的较多,两者的相对值是相等的(即仅零点不同)。

名称 符号 单位 定义
温度 \(T\) \(°C\) 物体冷热程度,即分子热运动的剧烈程度
热量 \(Q\) \(J\) 由温度差而传递的能量大小
热导 \(\lambda\) / \(k\) \(W/(m \cdot °C)\) 对于一米的某材料,其两侧每存在一度温差传递的功率大小
功率 \(P\) \(W\) 每秒传递的焦耳量
热容 \(C\) \(J/°C\) 物体的储热能力
热通量 \(q\) \(W / m^{2}\) 热流量密度

注释

本章内容大量参考了 Younes Shabany 的 Heat Transfer: Thermal Management of Electronics,国内翻译版本为传热学:电力电子器件热管理,由机械工业出版社出版。