原创深度：PCB设计中的散热解决方案

由 cathy 提交于周三, 12 八月 2020 - 14:33

作者：马玺

前两天周末，在家用投影放电影，突然投影画面灭了，风扇还在呼呼响。用手一摸投影机上壳，热得烫手。原来是风扇出风口被桌子挡住，热没散出去，设备自动关机了。放到空调风口下方吹了一会又自动开机了。

相信大家在夏天使用电脑，手机的时候也有类似的情况，要么自动关机，要么系统奇慢无比。

PCB上产生热最多的电路有两个部分，一是电源电路，二是处理器。电源系统由于不可避免的电源内阻，系统的工作电流越大，其产生的热量就越多。处理器由于其内部庞大的电路规模，其运行过程也会有明显的发热，并且其发热量与其运算速度成正比。

如果电路系统运行中产生高温，会带来哪些危害呢？主要有以下几点：

<ul>
<li>对PCB及电子元件等结构可靠性的影响：PCB处于高温中，热胀冷缩，造成焊盘变脆、板材变形、铜皮膨胀等严重影响PCB可靠性的问题。</li>
<li>对集成电路的影响：对于晶体管电路而言，温度上升会导致PN结少子浓度急剧增高，导致电流放大系数增大，烧毁电路。对于MOS工艺的电路，同样，温度上升会导致电流加大，形成正反馈，致使温度越来越高，直到烧毁。</li>
</ul>

由于以上原因，处理器IC在温度超过一定范围后，一定要降频工作甚至关闭某些工作单元。这就是为什么手机发烫的时候会感觉系统变慢。那么如何解决PCB的散热问题呢？不妨看看贸泽的热管理产品目录。

<center><a target="_blank" href="https://www.mouser.cn/Thermal-Management/_/N-5gfs?utm_source=wechat&amp…; textvalue="你已选中了添加链接的内容" tab="outerlink" data-linktype="1"><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051023-104391-1.p…; alt=“图1：贸泽有大量的热管理产品可供选择” width="600"></center><center>图1：贸泽有大量的热管理产品可供选择</a></center>

风扇：安置风扇是最直接的散热方式。选择风扇散热的前提是设备内部有合适的风扇安置的空间以及风道。贸泽提供了多达一万八千余种风扇及鼓风机选型，其中可用于CPU类芯片散热的风扇有212个型号。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051023-104392-2.p…; alt=“图2：200+个适用于CPU及IC冷却的风扇型号” width="600"></center><center>图2：200+个适用于CPU及IC冷却的风扇型号</center>
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051023-104393-3.p…; alt=“图3：各种散热风扇” width="600"></center><center>图3：各种散热风扇</center>

对于分立的功率器件，一般采用散热片设计。

<center><a target="_blank" href="https://www.mouser.cn/Search/Refine?N=254592&orgKeyword=%E6%95%A3%E…; textvalue="你已选中了添加链接的内容" tab="outerlink" data-linktype="1"><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051023-104394-4.p…; alt=“图4：贸泽提供5000+种散热片型号” width="600"></center><center>图4：贸泽提供5000+种散热片型号</center>

图５就是适用于TO-247、TO-264、TO-220封装功率器件的散热片，来自知名散热器件品牌Ohmite：

<center><a target="_blank" href="https://www.mouser.cn/ProductDetail/Ohmite/PA-T2X-38E?qs=W0yvOO0ixfH9Ng…; textvalue="你已选中了添加链接的内容" tab="outerlink" data-linktype="1"><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-08/wen_zhang_/100051023-104395-5.p…; alt=“图5：适用于TO-247、TO-264、TO-220封装功率器件的散热片"></center><center>图5：适用于TO-247、TO-264、TO-220封装功率器件的散热片</a></center>

马玺，多年来深耕半导体产品的技术开发及市场营销，曾任职于梅特勒-托利多研发工程师、富士通半导体产品工程师、贸泽电子技术营销产品经理等职位，具有10多年国际知名企业电子半导体相关领域产品研发及技术营销专业背景，熟悉嵌入式系统、微控制器、存储器及无线领域相关的市场与技术。

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