3C產(chǎn)品也稱為信息家電，一般是指計(jì)算機(jī)類、消費(fèi)通信類和消費(fèi)類電子產(chǎn)品，各類繁多市場(chǎng)需求量大，中國(guó)現(xiàn)已成為全球第一大3C產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平以及收入水平的提高，對(duì)電子類產(chǎn)品的質(zhì)量也提出更高的要求，商家們紛紛推出更高配置、更高性能、更好設(shè)計(jì)的產(chǎn)品滿足消費(fèi)者。

影響電子類產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多，其中散熱是不可忽略的因素，特別是在2016年“三星電池門”事件發(fā)酵之后，電子類制造商家更加注重于產(chǎn)品的散熱性能與安全。怎么才能保證電子產(chǎn)品的散熱符合嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)要求呢？在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期開始時(shí)就規(guī)劃熱管理問(wèn)題是取得最高效散熱解決方案的最佳途徑。鴻富瀚科技是國(guó)內(nèi)一流的散熱技術(shù)服務(wù)商，能夠提供IT通信類電子產(chǎn)品的散熱解決方案，涉及：板卡（主板）散熱、CPU散熱、顯卡散熱、射頻模塊散熱、RU散熱、游戲機(jī)散熱、VR散熱、工控電腦（機(jī)）散熱、服務(wù)器散熱、中央變頻空調(diào)散熱、TEC散熱等領(lǐng)域。

散熱方案設(shè)計(jì)仿真要達(dá)到的目標(biāo)：

隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，電子與通訊設(shè)備的功率密度越來(lái)越高，由此引起的設(shè)備溫度急劇上升。而設(shè)備的工作壽命與性能又與溫茺有密切的聯(lián)系。電子和通訊設(shè)備的熱管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。如何在有限的設(shè)備空間內(nèi)解決散熱問(wèn)題，如何將元件結(jié)溫控制在允許的范圍之內(nèi)，如何保證風(fēng)扇的噪音不超越限值？是選擇風(fēng)冷還是選擇水冷？

通信電源作為通信系統(tǒng)的“心臟”，5G通信電源決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，為了降低且維護(hù)成本利益下，提高通信電源的散熱導(dǎo)熱與可靠性是5G通信電源的主要要求之一。 對(duì)于通信數(shù)據(jù)，大多數(shù)采用現(xiàn)有設(shè)備擴(kuò)容的方式來(lái)建設(shè)5G通信設(shè)備，其中留給用于5G通信電源柜需要的電能空間往往有限，甚至只能采用原有的電源柜，在這些情況下電源柜的輸出功率需要大幅度的增加，這就要求通信電源模塊，也稱為整流模塊在保持體積基本不變的情況下輸出功率大幅度增加，即功率密度提升。

但是，由于電源功率密度提升，功率電子的散熱和絕緣便成為了瓶頸。通常通信電源的功率器件發(fā)熱嚴(yán)重，所以需要通過(guò)鋁外殼來(lái)散熱。導(dǎo)熱絕緣片和導(dǎo)熱凝膠就可很好的應(yīng)用在通信電源，幫助解決散熱問(wèn)題。

在5G通信中，微小基站數(shù)量將大幅度增長(zhǎng)，這些微小基站的供電電源絕大多數(shù)都將被安裝在密閉空間內(nèi)，因此，這一類通信電源智能采用自然散熱方式，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)選擇合適的散熱方案。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)正在逐漸步入人們的生活中。服務(wù)器作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)、處理網(wǎng)絡(luò)上的80%的數(shù)據(jù)、信息，與通用的計(jì)算機(jī)機(jī)箱組成相似，包括處理器、硬盤、內(nèi)存、系統(tǒng)總線等。

對(duì)多元媒體流、云存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、分析和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用需要，推動(dòng)了對(duì)高性能計(jì)算解決方案的需求，從而增加了服務(wù)器的CPU和GPU數(shù)量以提高處理器速度。由于服務(wù)器體積有限，眾多大功率電子元件在其內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間、高負(fù)荷的運(yùn)行，能否及時(shí)地將電子元件產(chǎn)生的熱量傳遞到外部直接關(guān)系到服務(wù)器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

服務(wù)散熱通常需要幾種散熱方式相結(jié)合，除了風(fēng)冷和水冷等主動(dòng)散熱外，在散熱方案中還需通過(guò)先進(jìn)的熱管理材料，如導(dǎo)熱硅膠片、導(dǎo)熱凝膠等作為輔助傳熱的媒介，幫助實(shí)現(xiàn)連通的、高效的散熱路徑。

逆變器又稱電源調(diào)整器，把將直流電能變換成交流電能的過(guò)程稱為逆變，把完成逆變功能的電路稱為逆變電路，把實(shí)現(xiàn)逆變過(guò)程的裝置稱為逆變?cè)O(shè)備或逆變器。在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器效率的高低是決定太陽(yáng)能電池容量和蓄電池容量大小的重要因素。光伏逆變器發(fā)生故障將會(huì)導(dǎo)致光伏系統(tǒng)停機(jī)，直接帶來(lái)發(fā)電量的損失，所以高可靠性是光伏逆變器的重要技術(shù)指標(biāo)。

醫(yī)療設(shè)備在我們平時(shí)正常的使用過(guò)程中，由于電流的作用，會(huì)使得醫(yī)療設(shè)備的內(nèi)部有不同程度的升溫。如果在正常情況下 ，溫度超出了安全的范圍，安裝散熱器或降溫裝置，從而來(lái)保證設(shè)備在使用過(guò)程中的正常運(yùn)行，即保護(hù)了設(shè)備本身的使用壽命，又提高了設(shè)備使用的安全性。我們經(jīng)常可以在電影中看到，當(dāng)電子設(shè)備儀器在超出負(fù)荷的使用后，會(huì)燃燒儀器甚至爆炸，所以散熱器對(duì)電子設(shè)備儀器的作用是毋庸置疑的。所以，在醫(yī)療設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)、維修的時(shí)候也要對(duì)散熱設(shè)備的情況進(jìn)行檢查，從而避免因散熱設(shè)備工作不正常而導(dǎo)致電路元器件過(guò)熱而發(fā)生故障。

而隨著電子組裝原件技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備的體積也愈來(lái)愈小，系統(tǒng)也越來(lái)越復(fù)雜化，高熱密度也成了一股不可抗拒的發(fā)展趨勢(shì)。為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，散熱器也不斷推陳出新，順應(yīng)著時(shí)代的腳步新穎的散熱方法也層出不窮。

從成像設(shè)備到手術(shù)器械，二十一世紀(jì)功能強(qiáng)大的醫(yī)療設(shè)備令人刮目相看，這也在很大程度上要?dú)w功于微處理器計(jì)算能力的提高。然而，對(duì)散熱工程師來(lái)說(shuō)，這些進(jìn)步也同樣付出了相應(yīng)的代價(jià)。設(shè)備功率愈來(lái)愈大，設(shè)備的外形也是越來(lái)越小，這也使得我們散熱器在功率越來(lái)越大的情況下，在越來(lái)越小的空間里工作，這也是我們將要面對(duì)的難題。

激光，作為很強(qiáng)的人造光源，應(yīng)用廣泛。目前，高端的投影儀已經(jīng)大量的使用激光作為光源，不管是直投式還是反射式，輸出的亮度，色彩飽和度，色域等都高于目前普通的光源。

激光投影儀的核心是激光發(fā)生器，在產(chǎn)生高亮度和高純度的光束的時(shí)候，不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而激光發(fā)生器又對(duì)溫度比較敏感，達(dá)到臨界值后，即使只是上升一度的溫度，都可能導(dǎo)致光束的亮度和純度直線下降，所以激光投影儀的散熱部件，就顯得尤為重要。

光纖激光器因具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、光束質(zhì)量好和穩(wěn)定易用等優(yōu)點(diǎn),成為目前激光技術(shù)研究的熱點(diǎn).高功率光纖激光器在基礎(chǔ)研究、國(guó)防、工業(yè)加工和醫(yī)療等領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用.功率、亮度的提高以及工作波長(zhǎng)的拓展是激光技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)重要方向,也是光纖激光器發(fā)展的核心課題.。

隨著對(duì)光纖激光器功率的要求越來(lái)越高,其較大的表面積和體積比,已經(jīng)不能滿足散熱要求。大量的熱積累會(huì)對(duì)關(guān)鍵的功率器件造成熱損壞,甚至影響光纖激光器的系統(tǒng)及性能。因此就需要采取有效的熱控技術(shù)對(duì)高功率光纖激光器進(jìn)行散熱處理,以滿足安全使用要求。水冷散熱已是成熟方案的首選。

動(dòng)力電池是為機(jī)器提供電源來(lái)作為動(dòng)力來(lái)源，一般是指為電動(dòng)汽車、電動(dòng)列車等新能源汽車提供動(dòng)力的蓄電池。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車，新能源汽車因其節(jié)能和環(huán)保的特性被看好，得到國(guó)家政策的大力支持，為貫徹落實(shí)國(guó)務(wù)院關(guān)于培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和加強(qiáng)節(jié)能減排工作的部署和要求，中央財(cái)政安排專項(xiàng)資金，支持開展私人購(gòu)買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)。

　　新能源汽車主要由電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)及組裝等部分組成。其中電機(jī)、電控及組裝和傳統(tǒng)汽車基本相同，最大的區(qū)別在于動(dòng)力源的不同，動(dòng)力電池包是新能源汽車的重要?jiǎng)恿υ?，廣大新能源車企紛紛加大在動(dòng)力電池包上的研發(fā)，努力解決動(dòng)力電池包的成本高、電池續(xù)航能力較弱、充電速度不高等技術(shù)瓶頸。

動(dòng)力電池包及水冷板仿真模型示意圖：

散熱方案是以其中5塊水冷板展開放置為例展示，總功率1400W。 

（1）cold plate A: 476* 134.4，souce size:179.2*134.4；

（2）淺紅色為發(fā)熱區(qū)域，136.5W/each,total 273W；

（3）圖示為水流分布圖，下蓋板3.0mm 厚，上蓋板4.0mm 厚，中間fin 3.0mm

　　 fin厚度1.0， 間距3.0mm， fin length 164mm, totoal 22fins；

（4）中間圓柱（D10)為結(jié)構(gòu)加強(qiáng)位置（螺絲固定后密封）。

（1）cold plate B: 476* 57.4 souce size:177*44.3；

（2）淺紅色為發(fā)熱區(qū)域，44.5W/each，total 89W；

（3）圖示為水流分布圖，下蓋板3.0mm 厚，上蓋板4.0mm 厚，中間fin 3.0mm

　　 fin厚度1.0， 間距3.0mm， fin length 165mm, totoal 9fins。

（1）cold plate C:670*240 souce size:663*180；

（2）淺紅色為發(fā)熱區(qū)域，total 676W；

（3）圖示為水流分布圖，下蓋板3.0mm 厚，上蓋板4.0mm 厚，中間fin 3.0mm

　　 fin厚度1.0，間距4.0mm， fin length 610mm, 7*4=28fins。

動(dòng)力電池包  水冷板散熱仿真結(jié)果示意圖：

（1）水冷板中截面速度擴(kuò)散程度示意：                                                                            

（2）水冷板中截面壓力擴(kuò)散程度示意：

（3）水冷板中截面溫度擴(kuò)散程度示意：

（4）水冷板溫度擴(kuò)散程度仿真示意圖：

動(dòng)力電池包水冷板散熱解決方案仿真數(shù)據(jù)總結(jié)：

（1）冷卻介質(zhì)：50%乙二醇50%水,流量10L/min，25?C；

（2）出口水溫在27.3度，水冷溫差2.3?C；

（3）散熱片最高溫度29.3?C；

（4）#1 壓差 19200Pa，#2 壓差19700Pa，#3 壓差4300Pa；

（5）模組整體壓差為：19200*2+19700*2+4300=82100Pa。

工控，即工業(yè)自動(dòng)化控制，主要是指使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)，電氣手段，使工廠的生產(chǎn)和制造更加自動(dòng)化，效率化，精確化，并具有可控性及可視性。作為工業(yè)控制的載體，工業(yè)控制機(jī)，就需要很高的穩(wěn)定性和連續(xù)工作的特殊屬性要求。

 工控機(jī)的散熱需求同樣需要高效穩(wěn)定，散熱不好很容易導(dǎo)致機(jī)器故障或系統(tǒng)不穩(wěn)定，這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境影響是很惡劣的。針對(duì)工控業(yè)界的特點(diǎn)與要求，我司根據(jù)不同客戶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用了較多無(wú)風(fēng)扇散熱解決方案。

 該案例中是一款定制化的主板，基板上元器件較多，且芯片周圍存在多個(gè)元器件高于芯片表面，這就需要在設(shè)計(jì)散熱器時(shí)予以考慮并做相應(yīng)的避位，避免散熱器與主板元器件接觸或接觸不到芯片表面。

如上圖-工控設(shè)備方案熱模擬散熱圖

在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用–光伏逆變器/SVG/風(fēng)電變流器

光伏逆變器/風(fēng)電變流器/SVG等基于大功率電力電子器件的設(shè)備往往工作于條件苛刻的環(huán)境中，對(duì)設(shè)備散熱有著極高的工作要求。

靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）裝置是一種綜合治理電壓波動(dòng)和閃變、諧波以及電壓不平衡的重要設(shè)備。SVG是一種比SVC更為先進(jìn)的新型靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置，是靈活柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)和定制電力（CP）技術(shù)的重要組成部分，現(xiàn)代無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。二者在輸配電電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用：遠(yuǎn)距離電力傳輸、城市二級(jí)變電站（35/110kV)、電弧爐、軋機(jī)提升機(jī)等其他重工業(yè)負(fù)載、區(qū)域電網(wǎng)、光伏供電、風(fēng)電場(chǎng)、電力機(jī)車供電等領(lǐng)域。SVG屬于高熱元件，需配合散熱性能優(yōu)良的散熱器，才能保證其他穩(wěn)定的運(yùn)行，以及增加使用壽命。

客戶SVG散熱設(shè)計(jì)要求如下：

SVG散熱器單體模組熱源布置示意圖：機(jī)柜整體局部示意圖：

SVG散熱器設(shè)計(jì)方案主要參數(shù)：

• 散熱器尺寸為400x380x100mm，熱管布管特定設(shè)計(jì)；

• 發(fā)熱體和散熱片間使用導(dǎo)熱硅脂；

• 使用壁厚1.0MM定制熱管保證散熱效能；

• 底部8支 9.5 mm熱管采用圓管入槽壓平工藝保證散熱效能；

• 熱分析Epoxy導(dǎo)熱系數(shù)調(diào)整到工作極限溫度對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，確保仿真與實(shí)際的一致性；

• 采用全鋁Bonded 散熱片；

• 產(chǎn)品單重約為：22.6Kg；

• 板底 FIN 片使用AL5052 導(dǎo)熱系數(shù)：138 w／m^2 K；

散熱器風(fēng)機(jī)參數(shù)為：

Ebm-papst 560型風(fēng)機(jī)，型號(hào)為：R4D560-AQ03，數(shù)據(jù)如下：

散熱器形式平面示意圖：

采用bonded fin +8熱管設(shè)計(jì)

散熱器進(jìn)出風(fēng)仿真示意圖：

風(fēng)流仿真示意圖：

散熱器仿真數(shù)據(jù)匯總：