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常問(wèn)設計師“設計中涉及的板子做熱測試了沒(méi)有”，答曰“不用測，我摸了一遍，這板子上沒(méi)有感覺(jué)燙的器件”。如此理解，大錯矣。 舉例說(shuō)明：某兩款筆記本電腦，本人親自用過(guò)的（為避免惹麻煩，不公布其名字），某款I(lǐng)廠(chǎng)家的鍵盤(pán)，摸著(zhù)溫溫的，不熱；另一款H廠(chǎng)家的，摸著(zhù)鍵盤(pán)發(fā)燙。我暗忖之，到底這兩款哪家的散熱更好？ I家的殼體不熱，兩種可能，一種是人家低功耗做得好，結溫也不高；第二種是散熱做得很差，結溫很高，但隔熱做得好，散不出來(lái)，有燒毀的巨大風(fēng)險。 另一種H廠(chǎng)家的鍵盤(pán)發(fā)熱自然也是兩種可能，一是散熱做得好，結溫和殼溫差不很多，摸著(zhù)外面很燙，但里面其實(shí)也就那樣了，問(wèn)題不大；第二種是外面熱，里面更熱，那才叫個(gè)怕怕。 以上二均為一線(xiàn)大品牌（具體是哪兩家，親們，你們懂的，I是老牌的牌子，現在換成了L，H還在），我相信，他們都是很好的筆記本電腦，于是由此推理也就得出一個(gè)結論：?jiǎn)螐钠骷砻娴臏囟仁遣荒芘袛喑鼋Y溫的，而使器件燒壞的是結溫；因此單靠摸的手感來(lái)判斷器件值得做熱測試是錯誤的。那到底該如何做呢？ 對MCU、驅動(dòng)器件、電源轉換器件、功率電阻、大功率的半導體分立元件、開(kāi)關(guān)器件類(lèi)的能量消耗和轉換器件，熱測試都是必須的。不論外殼摸起來(lái)熱不熱。 熱測試分兩種方式，接觸式和非接觸式，接觸式的優(yōu)點(diǎn)是測量準確，但測溫探頭會(huì )破壞一點(diǎn)器件的散熱性能，畢竟要緊貼器件表面影響散熱；非接觸式尤其是紅外測溫，誤差大，其測溫特點(diǎn)是只能測局部范圍內的最高溫度點(diǎn)。 但這些測試測出的僅僅是殼體表面溫度，結溫是不能被直接測得的，只能再通過(guò) △T = Rj * Q 計算得出。其中， △T是硅片上的PN結到殼體表面的溫度差（Tj-Ts），Ts即是測得的殼體溫度，單位℃ Rj是從PN結到殼體表面的熱阻，從器件的dadasheet上可以查到，單位℃/W Q是熱耗，單位W，對能量轉換類(lèi)的器件，（1-轉換效率）*輸入功率就是熱耗，對非能量轉換器件，即一般功能性邏輯器件，輸入電功率約等于熱耗。 如此，結溫可以很容易的推算得出，如果（結溫，輸入電功率）的靜態(tài)工作點(diǎn)，超出了器件負荷特性曲線(xiàn)的要求（見(jiàn)本博客2010-08-30發(fā)表的《器件環(huán)境溫度與負荷特性曲線(xiàn)的常見(jiàn)錯誤》），則該器件的熱設計必須重新來(lái)過(guò)。如此反復多次，直到器件的靜態(tài)工作點(diǎn)滿(mǎn)足負荷特性曲線(xiàn)的有效工作范圍，則熱設計和熱測試通過(guò)。 我們傳導散熱都是采取加散熱片的方式加速散熱，可殼體表面加了散熱片，散熱片又有熱阻，豈不是加大了對散熱的阻礙？初看此問(wèn)題，愣怔片刻，似乎極其有理，但深究下可發(fā)現其中的問(wèn)題，熱阻不是僅僅有形的物體才有，無(wú)形的物質(zhì)照樣有熱阻，比如空氣。器件散熱到空氣中，其熱阻鏈路包括： PN結-殼表面的熱阻、 殼表面到散熱片的接觸熱阻、 散熱片本身的熱阻、 散熱片表面到空氣的基礎熱阻、 散熱片外的局部環(huán)境到遠端機箱外的風(fēng)道的熱阻， 加裝了散熱片后，從表面來(lái)看，散熱片的熱阻算是新增加進(jìn)來(lái)的，但如果不加的話(huà)，機殼將直接與空氣進(jìn)行熱交換，這兩者間的熱阻可就大大增加了，通過(guò)加了散熱片，加大了散熱面積，意思是說(shuō)，其實(shí)： 殼-空氣之間接觸熱阻>>（殼-散熱片接觸熱阻+散熱片熱阻+散熱片-空氣的接觸熱阻） 由此可以看出，加了散熱片，大大減小了散熱通道的總熱阻，仍然是對散熱有很大貢獻的。 大過(guò)年的，假期綜合征還在困擾著(zhù)每一位哥們，估計也不愿多動(dòng)一絲腦筋，我也就不羅嗦了，倉促之間，就當本文結尾是個(gè)猝死的結局吧。 祝新的一年健康，大吉。 |
