热设计中的风扇

电子设备中,风扇是用来加速空气流动的部件,用来提高对流换热系数。又称为风机。分为轴流风扇和离心风扇。

轴流风扇:风扇的进风口与出风口平行

风量大、风压小、噪音小,种类繁多、价格便宜;

离心风扇:风扇的进风口与出风口垂直;

风量小、风压高、噪音大、价格相对较高。

热设计中的风扇

轴流风扇

热设计中的风扇

离心风扇

 

风扇的内部构造包括外框,PCB,轴承,扇叶等。其中轴承和叶片是风扇可靠性的关键决定因素。

热设计中的风扇

轴流风扇的内部构造

 

风扇选型时,需要关注的核心参数为尺寸、风量、风压、噪音、寿命、成本。风扇的选型是产品热设计方案的核心所在,需要综合考虑前述所有温度、噪音、几何空间、成本、运行寿命等所有方面的要求。值得指出,风扇的PQ特性曲线和风扇的工作点,在散热分析中有重要价值。

热设计中的风扇

风扇的PQ曲线和工作点位置示意

 

1.工作点位于右侧1/3区域,证明系统风阻较低,可以尝试:

a)加密散热齿,增加换热面积;

b)更换风压低但风量高的风扇。

2.工作点位于中间的不稳定区域,有可能会出现失速,应当尽力避免;

3.工作点位于左侧1/3,即较靠上的位置时,证明系统阻力较大,可以尝试:

a)加大进出风口;

b)减少流动路径上的结构件;

c)稀疏化散热齿;

d)更换风压更大的风扇。

 

风扇的选型在强迫风冷设计中是核心工作,对产品的最终散热表现、噪音表现和系统结构设计方案都有关键影响。

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