嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析,无水式

2019-09-03 10:13栏目:人才招聘
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新型无水式高频机吕健你见过、用过无水高频机吗? 如今很多人都使用或接触过高频机。因为,它是目前对金属材料加热效率最高、速度最快的技术设备。可是,你们用过、见过的高频机,都必须配上水泵,配上水箱,使用时必须通水、用水。 目前各厂生产和销售的高频机,一般都是需要循环水冷却。丹阳中发电子不但生产通用型高频机、中频机、超高频机,还生产无水式高频机和高中频二用机。 无水式高频机,通电既用!不需要水箱、水泵。它不但安装方便、使用简单、易于搬动和携带。且更安全、更可靠、更节能。整机采用数字模块化电路,自动检测,自动控制,多功能,全保护。寿命长、保修期长。 那么,高频机为什么要用水?过去,我在回答网友提问时已经回答过。 高频机之所以用水,是因为机器在大功率状态下工作时,部分元件、器件、部件需要冷却降温.例如功率元器件中的主整流器、IGBT 或MOSFET、高频变压器及感应圈等.这些元件、器件、部件由于电流的热效应,在大电流条件下工作,必然会产生一定的热量,造成附带温升。如果不及时进行冷却降温,不但会影响机器的性能、效率和功率,还会烧坏元器件,造成机器损坏。 常用的冷却方式有自然冷却和强制冷却。自然冷却方式效果较差,不足以解决大功率电器的散热问题,一般它只能起到辅助性作用。强制冷却中包括有风冷、油冷 、水冷及人工制冷等. 在高频机中,为了保障冷却效果,一般都采用二种以上的冷却方式,早期机一般采用风冷加油冷,因油浸冷却方式不但复杂、笨重、易挥发,并且只能局部冷却.所以现在多采用风冷加水冷方式,有特别需要时还可以加入人工制冷方式。 由于水冷方式,在机器内要建立专用的水路和水散热器。机器外要配置水箱、水泵,甚至冷却塔、冷水机等。这样,不但配置多、成本高,浪费水、电,安装较复杂,不易移动、携带。还容易出现漏水、堵水(因水垢积垒、赃物误入及北方冰冻)等现象。 为了克服水冷式高频机的上述缺点,我们经过反复论证,长期研制,终于开发生产出了《新型无水式高频机》。它安装方便、使用方便。也更节能、更高效、更安全。 无水高频机的设计理念: 首先要从减少电路、元件、器件等的自身产热量入手。这是根本。通过理论计算、分解效应、优化选材、特殊工艺和合理布局,尽可能地把产热量降到最低。 其次是解决散热问题。再好的元器件也无法做到零损耗,再好的导线也无法实现零线损。因此,任何电器都会产热、发热,功率越大,热量越多。所以,冷却散热是必要和必须的。我们通过加入大量高性能的导热、吸热材料和器件,把热量充分地吸收并散发到空气中。从而达到和实现机器安全、可靠的持久运行和使用。欢迎咨询!

1、概述

问题:水冷比风冷哪个好?

  1)原因:电流过载,短时间内局部导电电质通过较大电流,由于导通电阻的存在消耗电功率。功率转化成热量后,不能被及时散掉,会使得温度快速升高,过高的温度会烧毁电铜皮、导线和器件本身;

回答:

  2)思路:一方面通过设备和零部件的耐高温特性提高;另外一方面加强散热,使得环境温度和过载引起的热量能全部散掉;

风冷水冷那个好。
这里涉及到很多行业。只能说看你用的什么在什么地方。这里我说下电脑行业 风冷跟水冷 。
先说下风冷吧 铝块/铝片风冷 这种常见的的就是英特尔原装散热器跟20 30块的散热器了 采用的是一大块铝加风扇,进行散热的/
热管+铝片风冷 这种是常见的,也是装机里最常用到的。常见的就是塔式散热器,热管从两根到六个,甚至八根热管。足以压制市面上主流的CPU型号/,另外还有一种是下压式的散热器。常见于小机箱用的多。
再说下水冷。水冷大致分为一体水冷。跟分体水冷。
一体水冷常见的海盗船。TT。等。常见的冷排大小是120MM 240MM 360MM。
另外一种是分体水冷。有独立的冷头 水泵 冷排 水箱。水路。可玩性很高。但却是最贵的。
现在来说说那个好,具体涉及到你使用的平台跟配置。如果只是一个I5 或者以下。那么 百元内4热管的就行了。另外随便一款120排的水冷,都要200块左右。有这钱 可以买个很好的六热管的塔式散热器。
在一个就算一体水冷,水冷一旦漏水就直接GG了 虽然各个品牌都有漏水赔之类的,但是也经不起折腾啊。
最后的分体水冷。这个是最贵的 也是散热效果最好的。随便一套下来好点的都3000起步了。贵有贵的理由。下面放几张图,就知道了。好看,散热快。这是优点,维护麻烦才是问题,再一个就是贵,这东西一般都是土豪玩家喜欢的。

  3)热设计的三个基本措施:

图片 1

    a) 降耗:不让热量产生;
    b) 导热:把产生的热量导走;
    c) 布局:通过措施隔离热敏感器件或热源;

图片 2

  4)热设计的三个基本目标:不热、热稳定、热均衡;

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  1. 热设计的基础:

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  2.1 热流密度:

希望我的回答能帮到你,我是小钟。有电脑问题,配置方面不懂的可以问我。有问必答。欢迎有不同意见的小伙伴评论区发表建议,一起交流。喜欢的点个赞点个关注吧!

  散热的程度通过热流密度来评估:热流密度 = 热耗/热通道面积;

回答:

  备注:小功率器件热耗可以约等于电功率来换算,对于能量转换器件诸如电机驱动芯片,应以约等于电功率*(1- 能量转换功率的百分比)来估算

水冷和风冷哪个好,对于这个问题,我只能说条件不足,无法判断。这个是要有对应的等级以及应用场合的,下面从纯水冷和纯风冷的几个不同方面做对比,希望有助于你的判断。

  2.2 热功率密度:

一套水冷(液冷)散热系统必须具有以下部件:水冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。风冷是用空气作为媒介冷却需要冷却的物体,可依靠在物体表面加散热片来实现,也可用风扇(风机)来加强通风、强化冷却效果,亦或者同时使用散热片和风机组合。水冷一般上比风冷效率较高,占地较大,但是风冷比水冷安装方便。至于声音方面,水冷会比风冷好一点。安全方面,风冷比水冷强一点。热量回收方面,小型系统一般不做考虑,大型系统没经验不好说,不过个人感觉水冷的热回收会比较方便。使用环境,大功率应用下,水冷系统对环境温度影响低。大型冷却系统中风冷冷水机组比水冷冷水机组一次性投资要稍高,但是全年运转费用要低于水冷式冷水机组,机房建筑费用在各种空调冷热源系统中为最少,维修保养费用约为水冷式或锅炉的一半费用。风冷机组采用空气冷却方式,不需要维护其它的部件,而水冷需要考虑冷凝器结垢、水管堵塞等问题。风冷冷水机组的噪音和体积较水冷的大,只能按装在室外。水冷机组大多按装在地下室内。风冷式蒸发式空调设计有效使用寿命为5-8年 (普通空调设备),水冷冷水机组空调的使用寿命为20年以上 (水冷螺杆机),水冷机组空调的使用寿命为6-11年。

  对于密封设备或器件,则采用热功率密度来计算 热功率密度 = 热量/体积;

应用场合上,家用空调,由于受环境,场地限制,一般,都会使用风冷,哪怕小型中央空调,这个结构简单,安装方便。而商用空调,由于要求制冷功率较大,为了减少能源消耗,提高能源使用效率,基本使用的是水冷。水冷/风冷都可以用在小系统上,大系统绝大部分都是水冷的。

  根据热功率密度的不同分别采用自然冷却、导热、强迫风冷、夜冷、蒸发冷却等;

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  2.3 热阻:

回答:

  在根据热流密度和热功率密度确定散热方式后,就可以定量计算散热器件的散热能力。对于散热片、风扇的散热能力,用“热阻”来表述。

冷却效果的话,还是水冷有优势。即使是平价的一体式水冷。

  热阻是对物体阻碍热量流动的能力度量:R = T/Q T为温度差、Q为热耗;

水冷的最大优势:可以直接把热量带离热源。

  对于某一种具体的导热介质材料,其计算公式是:R = L/(V*S) S为传到截面积 V为导热率(例如导热绝缘胶为4.645 * 10^-3)L为传热路径长度

上不上水冷要看具体需求,例:

2.4 对流换热系数

1.主玩各种3A大作的游戏党,显卡的水冷是很有用的。因为显卡散热都是下吹式风冷,只靠前后两侧的出风口热量很容易堆积在显卡内部。

  对流换热系数表征的是流体与固定表面间的换热能力。

2.双路CPU,显卡交火/SLI。还是为了解决热量堆积问题。

  1. 自然冷却设计方法:

3.对于CPU的水冷,如果你是整天烤鸡转视频,而且一般的风冷已经压不住了。那就上高端水冷。否则,99块钱的侧吹就够用。

  1)自然冷却散热主要分为两种,一种是纯粹依赖器件自身表面进行散热,另一种是增加散热片;

回答:

  2)散热片选型主要依据是散热片的热阻;

温度低,声音小,2080ti改水冷后待机26℃,烤鸡59℃,用的猫扇

  3)自然冷却的设计规范分为结构热设计规范和电路热设计规范两部分:

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图片 12 回答:

    3.1)结构热设计规范:

看级别了,高端风冷比廉价水冷要好得多,都是多热管+铜底镜面+回流焊,也不用担心漏水的隐患,就是体积特别大,重量特别重。高端水冷的话,效率一般比同价位级别的风冷效率高了,相比风冷主板上的体积要小很多,还没有风道的限制。我个人是有点漏水焦虑的,所以我用的是猫头鹰的六热管塔式散热。

    a) 机座为金属导热材料时,优选选用机壳散热;
    b) 对热源附近的热敏元件采用石棉板、泡沫塑料凳进行热屏蔽;
    c) 被散热器件与散热器接触面之间接触良好,充填热膏;
    d) 控制热度应力变化,推荐温度变化率不超过1度/分钟,范围不超过20度;
    e) 发热器件在机箱上方,热敏元器件在机箱下方;
    f) 散热器或机箱可采用发黑处理,增大散热表面辐射系数;
    g) 缩短导热通路,增大导热面积;
    h) 真空环境下辐射是唯一传热方式,可增加辐射面积;
    i) 安装零件时,要考虑周围零件的辐射热;

回答:

  3.2) 电路热设计规范:

可以从以下几方面对比:

    a) 降额使用,减少温升;
    b) 系统用到的电源电压种类越少越好;
    c) 选用功耗低、热稳定性好的元器件;
    d) 易热失效元器件原理发热源,如电解电容等;
    e) 做容差分析,分析因为温度导致的参数变化;可采用相反温度特性的器件抵消影响;
    f) 利用温度敏感元器件做检测电路,辅助温度控制;
    g) 多层板结果,电源和地线在最上或最下层;
    h) 电子设备中发热主要来自阻性载流器件,如变压器、集成电路、大功率晶体管、发光器件、大功率电阻等,对这些元件,宜集中设计,并密封、隔离、接地和进行散热处理;

1.降温效果:

4、强迫风冷设计方法

水冷效果胜于风冷效果;这就是为啥各大云服务都用水冷来降温

  1) 强迫风冷的设计中需要关注风道、风压、风速、热阻和温度差几个关键指标;

水冷设备的安装和维护成本远大于风冷设备

  2) 强迫空气冷却是利用通风机或冲压,使得冷却的空气流经发热的电子设备或元器件;

3.便捷性:

  3)计算公式:

水冷设备没有风冷设备安装拆除便捷、灵活!水冷设备更适用于一些固定设备!

  T = 0.05 * Q /V

仅供参考……

  T为空气进口和出口处的温度差,Q为机柜内的散热功率,V为风机的体积流量;

回答:

  V = Q / C * p * T

水冷的热交换效率是风冷的8-12倍,毫无疑问,散热效果远远优于风冷。水冷利用蒸发的原理,将富裕的热量抽走,而风冷只能是顺便吹走。

  V为必须提供的风量,单位是立方米每小时,Q是待冷却设备的总耗散热量,C是空气的比容热;p是空气的比重;

回答:

  4) 风机的选型:包括轴流式和离心式;

各位大佬都太专业了,我说下我的个人看法吧,个人比较偏向风冷。风冷安装比较简单,也不需要更换冷却液,保养也简单,像我我这样比较懒的,或者小白,可以使用风冷。当然了,水冷也是不错的,散热肯定是要比风冷好一些。两者其实都很好,就有一点,水冷需要换冷却液,差不多用两年换一次冷却液。

  5)设计风道时要保证比较好的通风效果,做到诸如:

回答:

    a) 避免风道界面突变;
    b) 减少风道转弯;
    c) 局部管件的连接和形成;
    d) 与风机的连接合理;
    e) 出风口的局部阻力;
    f) 进风口的局部阻力;

我的1060显卡,自带风扇玩魔兽世界75℃左右,装了个400块的一体水冷,温度最高才51℃,感觉很有用

  6) 风冷设计规范:

回答:

    a) 不允许采用向下的热排风孔;
    b) 进风口和出风口之间的通风路径必须经过整个散热通道;
    c) 电路安装应服从空气流向 进风口 -> 放大电路 -> 逻辑电路 -> 敏感电路 -> 集成电路 -> 小功率电阻电路 -> 有发热元件电路 -> 出风口;
    d) 防止气流回流;
    e) 机壳温度不高于环境温度10C
    f) 冷却内部部件的空气进口增加过滤装置;
    g) 冷却时避免温差过大造成凝露;

冷却效果,肯定是水冷了,但是价格比风冷的贵。

5、热点制冷

  1) 热点制冷器在工作时作为一个热泵,将热量从一点传递到另外一点;

6、热测试方式

  1) 热测试方法主要分为接触和非接触两种;

  2) 热测试要求在各行各业里都有自己的标准;强制或者推荐;

  3)在样机的温度测试中,主要挑选对热失效比较敏感的器件、高功耗器件,影响到安全的器件进行热测试;

7、其他热设计方式

  1) 液体冷却:
  2) 热管导热:
  3)相变冷却:

 

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