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如何用红外热像仪发现电子热缺陷

时间:2020-10-06 13:47:28人气:

  过热一直是产品稳定可靠运行的大敌。热管理的研发人员在进行产品论证和设计时,需要考虑不同市场主体的需求,在性能指标和综合成本之间达到最佳平衡。

  灵活运用红外热像仪,可以大大提高研发人员在散热设计各方面的工作效率。

  快速评估热负荷

  红外热像仪可以直接成像产品的温度分布,帮助研发人员准确评估热分布,定位热负荷过大的区域,使后续散热设计更具针对性。

快速评估热负荷

  散热方案的评估与验证

  在设计阶段,会有多种散热方案,FOTRIC红外热成像仪可以帮助研发人员快速直观地评估不同散热方案,确定技术路线。

  例如,在一个大型金属散热器上放置一个离散的热源会产生一个很大的热梯度,因为热量通过铝缓慢地传递到散热片上。研发人员计划在散热器内设置热管,减少散热器板的厚度和面积,减少对强制对流的依赖,从而降低噪音,保证产品长期稳定运行。红外热成像仪可以帮助工程师评估方案的有效性。

散热方案的评估与验证

  上图解说:

  热源功率150W;

  左图:传统铝散热片,长度30.5cm,基底厚度1.5cm,重4.4kg,可以发现热量以热源为中心梯度扩散;

  右图:植入5根热管后的散热片,长度25.4cm,基底厚度0.7cm,重2.9kg,较传统散热片减材34%,可以发现热管可以等温的将热量带走,散热器温度分布均匀,同时发现导热只需3根热管,有进—步降低成本的可能。

  此外,还需要对热源和热管散热器的布置和接触进行设计。在红外热像仪的帮助下,研发人员发现热源和散热器可以使用热管来实现隔热和传热,使产品设计更加灵活。

散热方案的评估与验证

  上图解说:

  热源功率30W;

  左图:热源和传统散热片直接接触,散热片温度呈现明显的热梯度分布;

  右图:热源通过热管将热量隔离传到给散热片,可以发现热管等温传输热量,散热片温度

  分布均匀;散热片远端温度较近端高0.5°℃,是因为散热片加热周围空气,热空气上升聚集加热散热器远端所致;

  研发人员可进一步优化热管数量、大小、位置、分布等设计。

  散热材料的比较与选择

  在确定散热方案后,研发人员需要对供应商提供的不同规格散热材料进行测试和筛选,以达到散热指标与成本的平衡。

  例如,在手机、导航、智能硬件等电子产品中,采用了铝箔贴片、石墨散热膜等柔性导热材料进行散热。这些材料有不同的品牌、工艺和规格。借助红外热像仪,研发人员可以快速评估其散热效果,综合考虑性能指标和成本,确定合适的材料。

  下图为不同规格的散热薄膜材料的筛选对比,其中a为对照组,热源不做任何散热措施,b~d热像图所用散热材料从上到下的微观分层为:

散热材料的比较与选择

  每个样品的最高温度如下:

散热材料的比较与选择

  说明:热源1.3W, 25×25mm,导热片50×50mm

  例如,铝合金散热器通常导热系数高,但热辐射效率差。利用超声波机械涂层和装甲技术可以提高热辐射性能,从而在不增加体积的情况下提高整体散热效率。

散热材料的比较与选择

  注:右侧涂层材料为Al2O3 + SiO2

  整机验证测试

  产品投放市场前,需进行整机测试,验证散热设计符合法规标准要求,并能保证产品稳定可靠运行。验证试验需要长时间模拟不同工况。红外热成像仪可协助工程师完成产品验证阶段的测试。

整机验证测试

  手机整机测试

手机整机测试

  笔记本整机测试

笔记本整机测试

  LED照明整机测试

  作为热成像仪、云热成像和热成像系统的制造商,FOTRIC为研发人员提供创新的研发热成像产品,提升散热设计效率,帮助企业开发具有市场竞争力的产品。FOTRIC系列热像仪已经被中国超过200所大学,如北京大学,清华大学,复旦大学,浙江大学,武汉大学,电子科技大学,受到老师和研究人员的广泛赞誉。

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