热设计工程师之路

电子产品热设计属于工学范畴,带有浓厚的技术味道。对于这种工程技术技能,勤于思考和善于总结是两把利剑。根据人的认知过程,具体到电子产品热设计的学习,笔者对处于不同认知阶段的学习者分别有如下的建议:

1对热设计一无所知

这一阶段特指初入热设计行业的毕业生或刚刚从其它行业转到热设计领域的有经验的工程师。处于这一阶段的读者,其显著特点是不能正确地描述自己的问题。比如,经常见到有人提出类似下面的问题:

  • 我有个电子产品,它应该怎么散热?
  • 我有个服务器需要散热,要选多大的风扇呢?
  • 我建立的仿真模型求解时不收敛,怎么回事?
  • 我做的产品测试发现温度过高,怎么降温呢?

这些问题的一个共同特点就是描述不清。或者说,提问者根本不知道哪些信息是对产品的散热方案设计是有影响的,因此不知道该给出什么信息,提出了一个根本无法回答的问题。用一个生活中的问题比拟的话,就类似于:我想买辆车,该怎么选呢?

显然,被提问者既不知道你买车的目的,也不知道你能接受的价格以及你对车子的细节偏好,对方根本无法提供任何有意义的建议。这个问题本身缺少太多信息。

回到热设计这条路上来,当读者处于这个迷惑的状态时,就应该先慢下来,搞清楚热设计这个学科能解决什么问题,或者说哪些问题属于热设计问题。然后,再试图理解一个同等重要的问题:要解决我手头的散热问题,我应该学习哪些知识?至少做到能够清楚地描述自己的问题之后,再去尝试解决问题。

对于前者,即热设计的目的,我们在https://www.ecooling.net/2017/11/23/%E7%94%B5%E5%AD%90%E4%BA%A7%E5%93%81%E7%83%AD%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E7%9A%84%E6%84%8F%E4%B9%89/中已有描述。此处不再重复。

至于提到的解决这些散热问题应该学习的知识,这是一个长期的过程。包括但不限于热设计理论基础知识、热设计关键物料的选型原理(包括导热界面材料、散热器、风扇等)、电子元器件的封装和热特性、热测试方法等。

2 对热设计有初步认知

可以说,第一阶段是相当难度过的。当第一阶段结束,你至少就结束了迷茫,明白了如何能提高自己的热设计水平。

对于已经对热设计有初步认知的读者,建议你们强化热设计理论基础知识,对产品散热设计用到的理论形成一个框架性的体系。可能的话,需要掌握一门仿真模拟软件,用来更方便地分析温度满足或不满足要求的表面原因。另外一个非常重要的工作是多从实际设计案例中总结经验,学以致用,理论结合实际,提炼热设计核心素质。

3 对热设计有较为全面的认知

对热设计有建立较为全面的认知后,框架已经形成,接下来就是长期的积累。卓越的热设计者需要掌握非常广而深的知识体系。当对散热本身涉及到的传热学、流体力学等技能全面了解后,需要对声学、电气、材料和软件等与热设计息息相关的学科进行更深层次的研究。极致的热设计是一个各学科之间的平衡(当然,成本永远是其中关键的控制因素,但这里我们将它视为一个热设计工作者最开始就需要掌握的技能)。

当对多个学科都建立全面认知之后,至少理解了这些学科中与热设计相关的那部分知识后,你就需要提出新的、对各方而言都具有可实现性的技术,来解决当前甚至未来的温度问题。

 

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