>>>>>>>>>铁甲威龙续集---高效散热出场,效率颠覆重量?

dpw

有道理

西风瘦马

原帖由 文招 于 2008-1-11 13:19 发表
汗,你的单元不装箱开大音量很容易坏的,因为没反作用力,建议以后至少装在个破纸箱上再摧残它

十几年前试过用二个布包装了二个飞乐全频挂在墙壁上听,当时还暗暗得意,觉得自己真聪明
结果一时兴起开的 ...

骨灰级炮灰,哪有那么容易坏,要坏的话早就已经化骨灰了

收着俩炮灰喇叭就够占地方了,哪有地方给他再放炮灰箱子

西风瘦马

原帖由 火花 于 2008-1-11 13:51 发表
能量守恒是没错！但是发热的功率是基于这个公式P＝I×I×R 啊，只与导通的结电阻和电流有关，反而与电源电压无关。功率管不同，导通的结电阻也不同啊。个人观点不知对否？有待LZ做实验。

P=I.I.R  没那么高深吧,I.R=U,P=I.I.R不过就是P=U.I,怎么样也跟电压脱不了干系.

不同功率管导通的结电阻不同没错,导通的结电阻不同,导致的直接结果是电流不同.

功率管导通结电阻不同产生的与电源电压的压差变化是承受在射极电阻上(没有射极电阻的就承受在导线内阻上),一样是要损耗发热的.

所以发热还是UI总耗散的问题.

两组不同管子如果是承受同UI耗散,就不应该不同发热量.

csw

原帖由 西风瘦马 于 2008-1-11 09:43 发表


总的来说基本正确. 当然大的有效表面积还需良好的导热路径支持.

对这种甲类功放大型被动散热器来说,"热容量"是根本无需考虑和计较的东西.

沒有''熱容量'' 散熱片不容易達到均溫的環境,風一吹溫度就上上下下變動,甲類放大器晶體當初配對要求要每個功率管的溫度相同不就沒用了

表面積是為了散熱需求,要有足夠的表面積溫度才不會過高

但散熱片也要有足夠的''肉'',這樣才會有一個均溫的環境提供給當初辛苦配對的功率管!!!!




假設機箱散熱片每邊 長280mm 高145mm 翼狀高度45mm  

以100W為總熱源熱量條件來計算散熱因素,也就是要用280mm*145mm*45mm的散熱片來對100W熱源進行散熱,模擬另外分為點熱源和線熱源兩種



結果是平均溫度差約在45-50度左右....上圖也可以看到每顆IC各自散熱導致溫差出現




第二個模擬是線熱源,先將IC鎖在銅板上均溫(先借銅板快速導熱能力),然後再藉由鋁條固定到散熱片上,因為每段熱源最大只能設定50W的緣故,所以熱源拆成兩段



結果是散熱較為均勻,當然各IC間溫差也較均勻,功率晶體辛苦的配對才更有意義(小郭兄的寶貴經驗:每差一度,晶體配對將有0.01V的誤差)






下圖Pass廠機,你看到什麼重點?

danny_guo

崇拜啊

西风瘦马

原帖由 sexypig520 于 2008-1-11 14:19 发表
我想说一个，我看国外的好机子似乎还有热缓冲这样的东西，功率管都安装在铜块上，在通过铜块传导热量......而且，还有很多为了达到温度补偿的一致，再在各功率管上面压上一大块，让温度升跌一致......

这种机机的铜块(不是铜板)和散热器表面是经过精密铣床加工到极高的光洁度和平整度的,最大限度的限制接触热阻.

业余条件复合铜板接触热阻远达不到这个级别.

西风瘦马

原帖由 csw 于 2008-1-11 15:06 发表





沒有''熱容量'' 散熱片不容易達到均溫的環境,風一吹溫度就上上下下變動,甲類放大器晶體當初配對要求要每個功率管的溫度相同不就沒用了

表面積是為了散熱需求,要有足夠的表面積溫度才不會過高

但 ...

终于有高手现身了.


关于热容量的问题,并不是指散热片根本不需"热容量"这个东西,而是指大甲机散热片能提供良好导热/均热的基板本身已经具有相当的热容量,所以热容量无需过多过问.

现在讨论的关键问题还是直接采用大片铝基板整片散热的性能好/且划算,还是复合铜板的性能好/划算.


首先非常感谢兄台的诚意指导和精彩的软件模拟.说说在下的看法.

模拟图1,2 非常直观的展示了点热源在散热器直接安装的热量分布.更重要的是非常直观展示了对流造成的散热器上下端温度差异跨度.

但在下有2个问题.

其一是按以往的经验看来,实际情况下整个热量系统中,如果不是安装不当或使用材质不当,发热源与散热器似乎不太可能产生60多度---20多度如此大温度跨度的温差.

其二是请问"要用280mm*145mm*45mm的散熱片來對100W熱源進行散熱"此定量参数是据何而来的?不知该软件是否有模拟插入复合均热材料的接触面接触热阻值的功能?
因为铜板的加入固然能更好的均热热源,但也会增加至少一个接触面,带来导热路径切断加入至少一个接触热阻.
正因如此,在下认为系统加入铜板均热的做法是否妥当有待商榷(也包括成本因素).而照片实物机箱的铜板用铝条过接安装的方法,在下就认为不可取(极其奢侈的做法除外).这种装法加入两个接触面而且是很窄的接触面,插入接触热阻很高,导热降低,而其均热能力一流的原因很大程度正是因为破坏导热获得.这个散热系统要获得良好散热能力,代价就是后端需要极大增加散热器材料,才能获得足够的散热性能.

关于pass机,恕在下眼拙,除了采用对流效率高的高个散热片外,功率管等分安装/单接触面铝槽金封管安装都是很普通的做法.看不到什么过人之处.另外后板散热器翼片缺失,与前3面不对称,必定会产生一定功率管不均热.未尽之处,还请兄台指教.

wsf001001

好贴,有机会去拜访.

csw

以直觉来说不应该有23-62度,约40度的温差在散热片上,但这是模拟实际装机

有网友akira1974兄实际装机

http://blog.diyzone.net/blog/akira1974/ee/2007/05/01/cca30cea

并用红外线测温枪实际测量,结果功率管中心温度和仿真数据相差不大(模拟图中显示功率管处'温度差'是55度左右,台湾当时温度约20-25度,测量实际工作温度75-80度,蛮准的)


上面的模拟主要的用意是要表达,同样的晶体和同样的总热量,由点状散热效果并不好而且每个功率管都会工作在不同温度,也就会工作在不同环境

而整片铜板如果""直接""锁在散热片上,那热量还是同样点状散热,没有达到均热效果

要先制造一个让所有功率管工作在同样温度的环境,然后再散热,所以才会把铜板用铝条架高,让热量是从两边均匀传到散热片上....

最后,这软件功能很弱...没有办法模拟复合材料的问题....

csw

问:其二是请问"要用280mm*145mm*45mm的散热片来对100W热源进行散热"此定量参数是据何而来的?

答:此数据来自于

1.实际机箱用的散热片大小就是280mm*145mm*45mm

2.该机是Pass A30,每边散热片上的热量约100W  (动态甲类30w)

模拟设定的参数都是以实际Pass A30装机的需求设定

csw

原帖由 西风瘦马 于 2008-1-11 16:00 发表  

因为铜板的加入固然能更好的均热热源,但也会增加至少一个接触面,带来导热路径切断加入至少一个接触热阻.
正因如此,在下认为系统加入铜板均热的做法是否妥当有待商榷(也包括成本因素).而照片实物机箱的铜板用铝条过接安装的方法,在下就认为不可取(极其奢侈的做法除外).这种装法加入两个接触面而且是很窄的接触面,插入接触热阻很高,导热降低,而其均热能力一流的原因很大程度正是因为破坏导热获得.这个散热系统要获得良好散热能力,代价就是后端需要极大增加散热器材料,才能获得足够的散热性能.

关于pass机,恕在下眼拙,除了采用对流效率高的高个散热片外,功率管等分安装/单接触面铝槽金封管安装都是很普通的做法.看不到什么过人之处.另外后板散热不对称,必定会产生一定功率管不均热.未尽之处,还请兄台指教.

两个问题一起回答,故意用铝条架高铜版的目的是为了让热量是线状均匀的传导到散热片上,如果铜板不架高直接接触散热片,那热量还不是点状传出,每个功率管各自散热?这样温度怎么会一样

而且使用铜板的目的就是制造均温的环境,铜是传热快,但传热快不等于散热快,故意孤立铜版,先让同一片铜版上的所有功率管温度一致,然后热量再公平的平行传到散热片上

Pass厂机的秘诀就在这,请注意所有功率晶体并不是直接锁在散热片上,而是各自先锁在同一片ㄇ型铝板上,然后ㄇ型铝板才借着两边突起以"线状"将热量传出!!! 务必确保同一组配对功率管温度相同!!!!(直接锁在散热片上各自散热,那当初固定温度配对不就没有意义了...)

西风瘦马

噢,我以为是根据某个专业热力学公式代入设定算出的,才多此一问.

以直覺來說不應該有23-62度,約40度的溫差在散熱片上,但這是模擬,實際裝機有網友akira1974兄實際裝機並用紅外線測溫槍實際測量,結果功率管中心溫度和模擬數據相差不大(模擬圖中顯示功率管處'溫度差'是55度左右,台灣當時溫度約20-25度,測量實際工作溫度75-80度,蠻準的)

似乎软件模拟的是散热器内温差,实际情况也应取系统中散热器上温差对比,而不应与环境空气温度对比取最大温差?

另外,在下认为绝缘垫材料是影响温差的一个较重要因素.

而整片铜板如果""直接""锁在散热片上,那热量还是同样点状散热,没有达到均热效果

要先制造一个让所有功率管工作在同样温度的环境,然后再散热,所以才会把铜板用铝条架高,让热量是从两边均匀传到散热片上....

在下的观点也一直认为,散热基板复合铺装铜板均热的做法,对均热性能的提高不大,而且会插入接触热阻造成整体散热性能损失.并不划算.

增加铜板架高用窄接触面安装的话,实际是破坏导热的方法获得的良好均热,原散热器不变的情况下必定会引起热源温度升高.
散热系统的根本职责在于给热源降温,这种架高安装设计要保证与原始设计热源温度同等的话,必须因导热性能的大幅破坏而相应大幅增加散热器材料,才能保证温差进而保证热源的低温.若不计成本的话,这是个效果很好的方法.

elanUltra

漂亮的散热啊..可惜我不玩甲类

csw

原帖由 西风瘦马 于 2008-1-11 17:18 发表
噢,我以为是根据某个专业热力学公式代入设定算出的,才多此一问.

另外


似乎软件模拟的是散热器内温差,实际情况也应取系统中散热器上温差对比,而不应拿与环境空气温度对比?

是的,热量的传导和周边的环境温度有关

但是太专业的模拟精准度要看想要到误差几%内?模拟可以很精准,但是要准备的参数就需要很多很多,搞不好连风向风速都要设定,这样的东西应该没几个人看的懂,不如简单的几个参数告诉大家因果关系

图片中就只有散热片长*宽*高还有热量大小/摆放的方式,相信这样是最适合大家理解的….

musicwolf

辛苦了,适合做研究的人材...

双高压线

吵吵闹闹过后，问题的焦点似乎很清晰了——热容、均温、导热、散热；这4者的关系看来还有待试验，它们之间应该能找到一个平衡点

散热器要有“肉”是没错，把基板做厚了，发热体的温度比较均匀，而且热量容易传导到鳍片；但是，要是在鳍片面积不变的情况下，只是增加基板的厚度，势必会造成热量不能及时得到散发。加厚基板，只是为了均热，对散热应该没有什么帮助（在散热片基板与鳍片设计合理的情况下）

同意西风兄的观点：“加了均热板（铝或紫铜），会插入热阻，对热量的传导不利！”但是，要是没有均热板，单个发热体的平衡又不理想。
这一问题可否通过改变散热片的物现结构来调整各发热体的温度，直至达到平衡
方法：（DIY味好像浓了些，别拍大砖 ）发热单体安装好以后，实际测量它们的温度，通过增加或减少发热体附近的散热片体积，直至符合要求（说白了就是加块小铝或钻个孔）
如下示意图中蓝点所示，实际的加或减，以及数量、取决于温差大小

lanclot

实在好贴~

如果散热是发黑的不是喷漆的，鳍片有拉丝，那成绩估计还能提高不少。。。

其实电脑在散热方面是走的比较远的~起码我还没见到有水冷或者热管散热的HIFI~

tkj3

环境12度太低了,天气热时实在是天有不测风云啊,本来温度高,高了放大倍数又会加大,然后还会高,急剧上升.
我的30W的机器15.16度时散热器几乎不热,而夏天却很烫手.

gaoxuefeng

楼主这个测试很不科学，不要说这个测试是在夏天的测试？我夏天挑好的很快温升到60多度的甲机，手不能放超过3秒。这两天一直开着顺便取暖哪知道开了一天，用手摸上去才有点温手，还比不上热电宝，我侧了一下电流也不差多少，看来环境温度很重要！！！！

西风瘦马

温差可以估算,不能说估算能有如何精确,但比凭手摸得了几秒准得多.

以上测试是13摄氏左右环境的成绩.现在不开空调室内只有3度,散热器只微暖.

另外散热片温度不是关键,管子温度才是关键.