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PCB温升现象产生原因及热效应详解

2024-04-30 14:52
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印刷电路板(PCB)作为电子设备的核心组成部分,温升现象及热效应都会导致PCB板热量堆积,最终性能有一定的影响,那么如何了解PCB温升现象及热效应?

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1、PCB温升现象的产生原因

①电气功耗

PCB上的电气功耗是引起温升的直接原因。电子器件在工作时会产生不同程度的功耗,这些功耗最终以热能的形式释放到周围环境中。单位面积上的功耗越高,PCB的温升就越明显。此外,PCB上功耗的分布也会影响温升的情况,局部功耗过高可能导致局部温升过大;

②印制板结构

较大的PCB尺寸意味着更多的热量需要散发,而不同的材料具有不同的热传导性能和热膨胀系数,这也会影响PCB的温升情况;

③印制板安装方式

垂直安装和水平安装对散热效果的影响不同,密封情况和离机壳的距离也会影响热量的传递和散发;

④热辐射

PCB表面的辐射系数以及PCB与相邻表面之间的温差和绝对温度都会影响热辐射的效果。辐射系数越高,散热效果越好;温差越大,热辐射强度也越大;

⑤热传导

通过安装散热器和其他安装结构件,可以有效地提高PCB的热传导能力,降低温升。散热器能够将热量从热源传递到周围环境中,而安装结构件则可以通过热传导将热量传递到设备的其他部分;

⑥热对流

自然对流和强迫冷却对流是两种常见的热对流方式。自然对流依赖于温度差引起的空气流动,而强迫冷却对流则通过风扇、液体冷却等手段强制空气或液体流动,提高散热效果。

2、PCB温升的热效应

①性能下降

温升会导致电子器件的性能下降,如电阻值变化、电容值变化、晶体管放大倍数变化等。这些变化可能影响设备的稳定性和可靠性;

②寿命缩短

高温环境会加速电子器件的老化过程,导致设备寿命缩短。此外,高温还可能引起材料的劣化,如绝缘材料的老化、金属材料的氧化等;

③故障率增加

温升还可能导致电子器件的故障率增加,如热击穿、热失控等。这些故障可能导致设备损坏或停机,影响设备的正常运行。

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