科学教案保温散热(小编整理)

时间:2019-05-15 06:01:30下载本文作者:会员上传
简介:写写帮文库小编为你整理了多篇相关的《科学教案保温散热》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在写写帮文库还可以找到更多《科学教案保温散热》。

第一篇:科学教案保温散热

17、保温和散热

课时安排:3课时第一课时,完成活动1和活动2。第二课时,完成拓展活动“调查隔热材料”和活动3。第三课时,完成拓展活动“帮助动植物御寒”和“设计一个保温屋”、科学在线及科学阅读。

活动1:怎样保温和散热

活动目标

1.能举出生活中常见的保温和散热的方法。

2.能运用热传递的知识解释保温和散热的措施。

3.能运用头脑风暴的形式尽量多地说出自己的发现。

活动过程:

1.出示排风扇、保温瓶、暖气片、塑料大棚和窗帘等图片察图中的物品是什么?有什么作用?

2.教师分别出示暖水瓶和散热器的剖面图,讲解其保温和散热的原理。使学生明确保温就是设法减慢热传递,散热就是设法加快热传递。

3.安排学生进行小组讨论,可以采用头脑风暴的形式,鼓励学生列举出生活中更多的保温和散热的例子,并试着解释其中的道理。

4.组织学生小组交流,引导学生进一步理解保温和散热的道理。热水变凉

活动2:热水变凉

活动目标

1.能设计多种使热水变凉的方案。

2.能选择多种方法进行实验并简要写出自己尝试的方法。

3.能与同学交流自己的研究结果。’

活动过程:

1.设计指导。教师提示学生设计方案分两步进行,先从生活经验出发,思考使一杯热水变凉的多种方法;再综合运用加快热传递的知识,设计使一杯热水凉得更快的方案。在此教师可以提示学生,通过借助热的良导体,或者与冷水、冰等物体接触,或者增大容器表面积等方法来加快热传导;通过水的流动或者吹风来加快热对流。

2.自行设计。指导学生自行设计实验方案。在此教师可以通过活动记录表,帮助学生运用分析——综合的方法进行设计。

拓展:调查隔热材料

实验观察。指导学生选择一种或几种方法进行实验验证。为保证实验的可比性,教师要统一规定水量和实验前后的温度。比如可以规定:水量为200毫升,实验前热水温度为80C。交流评价。组织学生在小组内交流评价各自的方法和结果,找出效果最佳的方法,分析其中的原因。

活动2:保温箱

活动目标

1.能选择不同的材料和方法完成保温箱的设计方案。

2.能用文字记录设计的结果。

3.能按方案进行制作和实验。

4.能用条形图整理实验的结果。

5.能与同学交流评价各自的保温箱的效果。

活动过程:

1、设计方案。教师先提示学生要综合运用减慢热传递的方法来设计保温箱的方案。

如要选择保温效果好的材料来减慢热传导;要尽量减小容器的表面积来减慢热对流;设计浅色的表面来减少热辐射。然后对设计活动提出四项要求:(1)不得采用现成的保温容器,必须选择原材料自己制作;(2)保温层的厚度不得超过3厘米;(3)不能用电或化学燃料;(4)材料的选择,制作、实验的方法均应保证安全。最后让学生分组设计保温箱方案,并用文字和图记录下来。

2.制作保温箱。让学生分组照方案制作保温箱。教师要为学生提供所需的材料和工具,并提示学生在制作过程中一定要注意安全。

3.实验观察。指导学生分组实验。教师要为学生实验提供相同的冰块,控制一定的室内温度。比如可以提供同一种冰糕或体积相同的刚从冰箱取出的冰块,将室内温度控制在25℃—30、。学生实验时,教师要将装有相同冰块的容器放在室温下作为参照,以检验各组的保温箱效果。实验结束后,让学生将各自的实验结果写在黑板上。

4.整理信息。让学生在教材64页的图表中,用条形图画出各组的实验结果,并通过分析条形图评价本组的实验效果。

5.展示交流。组织学生展示各自的保温箱,请保温效果最好的小组介绍其保温箱的特点,引导学生分析保温效果好的原因,并对自己的保温箱提出修改方案,培养学生的批判性思维。

科学在线

通过科学在线,帮助学生了解纳米技术在保温方面的开发和利用,意识到高科技的发展,会直接影响人们的生活质量,意识到发明创造源于观察和人们的需要。

可以布置学生在课下阅读科学在线,并鼓励学生搜集更多的有关保温和散热的高科技方面的资料,制成资料卡,课上组织学生进行交流,以拓展学生的视野。

拓展:帮助动植物御寒

活动目标

1.能关注周围的动植物在冬天里的生活。

2.能选择多种方法帮助动植物御寒。

3.能用短文记录活动的过程和感想。

活动过程

采用课内外相结合的方法进:

1、导学生设计活动方案。先组织学生讨论,身边有哪些动植物,需要我们帮助过冬?怎样帮助它们过冬?农村的学生接触到的动植物较多,一般能说出多种需要帮助过冬的动植物及具体的方法。比如用土将葡萄等藤本植物埋起来;用干草或棉花等将小树苗的茎包起来;给麦田浇灌冬水和撒上厚厚的农家肥;将花卉放在温室里;把蔬菜、水果放到地窖内过冬。往猪窝、兔窝内放些干草或干土;向小鸡窝内放个暖水袋;给小狗穿上小棉袄等。而城市的学生接触到的动植物较少,教师要视情况先提供必要的资料让学生阅读,再让学生选择活动的内容、制订活动方案,并记录在下表。

2、布置学生课下按计划分组或个人活动,活动中要爱护动植物,一定要注意安全,要争取家长的支持和帮助。活动结束后,要求学生写

一篇日记,内容要生动、具体,要有自己的收获和感想。

3、安排适当的时间,组织学生进行交流,展示自己的活动日记,评价各自的活动情况。

科学阅读

通过科学阅读,使学生了解可调光玻璃的发明过程和功能,体会到生物的特点对人类发明有重要的启示,仿生发明的过程是从观察开始的,是将观察到的生物现象与生活中的问题结合起来实现的。意识到科技的发展,给人们的生活和社会带来的变化。可以布置学生在课上阅读,并思考下面的问题:

(1)罗伊是怎样发现透明鸡蛋清遇热会变成白色?

(2)可调光玻璃有什么功能?

与其他同学交流可调光玻璃的发明过程。

拓展:设计一个保温屋

活动目标

1.能创造性地解决问题,完成保温屋的设计方案。

2.能用文字和图记录设计的结果。

3.能与同学交流评价自己或别人的保温屋设计方案。

实施建议

1.指导学生做好设计前的准备。(1)通过查阅书刊、上网或实验,了 解房屋热传递的主要渠道及保温措施,为设计活动做好知识上的准备;(2)根据教材中的提示,指导学生设计思路,做好方法上的准备;(3)鼓励学生相信自己能够运用前面所学的知识设计出更科学、美观、实用的保温屋,能够获得最佳奖。

2.学生设计保温屋方案,并记录在教材第66页中。在此教师可以参照“保温箱”的记录表,为学生设计提供一份记录表,帮助学生进行设计。

第二篇:笔记本散热

夏天到了,咱心爱的本本温度也随之升高,传统的散热方法,如加散热底座.这种方法效果有限,用的时间长了不但会增加机器内部的灰尘,堵住散热器排风孔,反而温度会更高.下面介绍一个比较有效的散热方法也是我现在用的----CPU降压大法.(此方法适合玩游戏时温度过高的本本,散热性能良好的本本可以无视了,除了这个方法,你得确保你的本本风扇里的灰尘没有把通风道堵住.先清灰.。看此贴的人麻烦先去百度一下麻烦仔细看一下。好多人的回复真的让我很无语,先去实践一下再来回复吧,请文明回帖,放广告的回复一率删除)用到的软件是RMClock,RMClock是用来干什么的?CPU降压不降频。

CPU发热量和运行电压是正相关的,一般来说同一个CPU在越高的电压下工作,发出的热量也越大。所以人工调低CPU的工作电压可以有效地降低CPU的发热量——特别是满载发热量,而在调低电压的同时又保持原有的工作频率,就保证了CPU的性能不会降低。这就是RMClock的作用.RMClock几乎是个天生的绿色软件,不需要安装,下载后解压就可以使用(当然,由于RMClock是应当设置为启动时自动加载的,所以最好解压到一个比较合适的地方再运行)。第一次打开RMClock,会看到如下界面:

首先不要干任何事情先转到高级设定页面,把“CPU类型选择”设置为“移动版”:

然后会弹出如下窗口要求重启:别慌着点“否”,这里的重启指的是重启RMClock这个程序,点“是”就好。

如果已经点了“否”也没关系,可以手动重启RMClock: 重启完后,正式工作就可以开始了,首先转到方案页面 这是我的T9550的现用电压

当前选项是指现在应用这些设置,启动是指开机就用现在的配置.确保机器稳定了,在把启动改为按需配置性能.这个界面就是设置CPU工作电压的了,其中FID是CPU动态调频的倍频,VID则是各个倍频对应的电压。

需要做的很简单,就是修改VID,把它降低。如果勾选了“自动调整中间VIDs”,那么只需要设置“Normal”的第一个VID和最后一个VID,软件就会自动以等差数列设置中间的VID。注意SuperLFM和IDA是独立的,他们的VID不会影响到“Normal”的VID自动设置。

我们最想降低的是CPU满载运行时的发热量,所以建议只将最后一个“Normal”项的VID调低,让软件自动设置中间VID。

那么问题来了,调低多少?

这个问题我们最后再说,现在我们不妨试探性地将最后一个VID降低0.025看看效果。(请根据你自己CPU的选项选择比默认设置低0.025的一档,不要照搬上图。)

IDA是用来超倍频的,一般来说CPU都锁了频,这个选项不会有作用,不过由于某些软件上的瑕疵,建议还是把IDA前面的勾点掉,不然可能导致蓝屏。

设置完后点击应用,这样就好了么?不,还没完。选点一个你看着顺眼的方案名称,我点的是“按需配置性能”:

把“使用P-state转换”和对应方框里的勾勾都点上。注意,如果上一步把“IDA”给点掉了的话这里的“IDA”前面的方框应该是灰色无法勾选的。完成后依然点应用。

然后再回到“方案”页面,在“当前”中选择你刚才设置的方案。

注意:一定要选择“当前”并且让“启动”保留为“不管理”。因为还没有经过测试是不能肯定刚刚设置完的方案是否能稳定工作的,如果将不能稳定工作的方案设置到“启动”里,那么可能会导致开机一自动加载RMClock就蓝屏,只能到安全模式里才能调回来。只有在完全测试肯定该方案是可以稳定工作不会蓝屏了以后才能将它设置到“启动”里。

选好以后点击应用。这样就完成了整个设置过程。之后可以转到“监控”页面监控CPU状态,并打开Everest等软件开始拷机,测试降压以后的CPU稳定性。

稳定性标准很简单:不蓝屏的就是稳定的。

只调了最高倍频的VID的话基本只要测试满负载拷机时的稳定性就好了,如果还调了最低VID或者想更确定一些的话还要测试较高低负载状态互相转换时的稳定性,方法也很简单,频繁地开始/停止Everest的拷机即可。

想进一步提高状态转换的稳定性的话,到“管理”页面将“P-state转换方法”设置为“仅执行单步跃迁”。(毕竟嘛,“稳定就是一切”^ ^)

好,现在回过头来讲讲上面那个VID的值是怎么选的。

这个值是试出来的。依然以我的T9550作为例子,默认是1.175V,我先降到1.150V,开Everest拷机3分钟,没出问题,好再降,1.125V,烤,没问题,再降……一直降到1.025V,终于,华丽的,蓝屏了……

重启,重新打开RMClock,设置到没蓝屏的最低电压:1.0250V,打开拷机软件进行长时间拷机。没问题,再开个大型游戏跑两个小时,依然没问题。Oh yeah!1.0250V就是咱的真命天子了。

如果这个过程中又蓝屏了……算你倒霉,再调高点再试试吧。

确定了稳定的最低电压以后,就可以执行最后一个步骤了:将对应方案设置到RMClock“方案”页面的“启动”里。然后别忘了到“设定”页面把“

随Windows自动运行”的勾打上。启动方式随你喜欢,“由启动注册键”的话不会再开始菜单的“启动”里增加快捷方式,反之则会。最最最最后,关于CPU降压运行的安全性问题

首先,厚颜无耻的,以一个使用多年电脑玩超频的我来说,在我的经验范围内,我无法想象降低CPU的工作电压会对CPU造成任何硬件上的伤害。换句简单的话说,以咱的专业水平来看,对CPU降压运行是不可能把CPU给弄坏的。

网上有人说CPU功率一定,降压会导致CPU电流变大容易烧坏是彻底的脑残说法。按照这种无脑的说法CPU没上电的时候电流是无限大的,咱一关机CPU就应该爆了。

那么CPU降压运行牺牲的是什么呢?稳定性,马儿吃得不饱,拉车的时候可能就会站不稳了,CPU也一样,电压太低的话,频率性能可能就会不稳定,具体表现就是上面所说的,蓝屏。而上面我说的那个过程就是找出让CPU吃个半饱又能稳稳地拉得动车的方法。

不过还是得说,以上关于CPU降压安全性问题的说明仅供参考,阅者自行判断,本人不承担任何责任

呵呵,这文章大多数文字不是我所写,是转本友会:yym514兄弟的.略有改动,图片都是自己的.推荐一款散热硅脂http://store.taobao.com/shop/view_shop-0d543f273a0c71da3fc5a4eaa9de0e51.htm 7783.效果很好.这样弄下来基本你的本本能降温5-10度没问题的.有什么疑问可以留言.无图无真相,我做了我的T9550的标准电压1.175和1.025V的温度对比图.这是1.025EVE满载压力17分钟的测试,这是标准电压,1.175V的EVE压力测试温度呃,不到10分钟最高温度已经74度了.温度降了很多吧.嘿嘿

发现在WIN7 电源模式为平衡模式的时候CPU的电压会偶尔跳到1.1375.解决方法:转到按需配置性能

自己设置一个电源模式然后点击任务栏位置电源按钮

还有一个CPU减负功能,可以在一些不需要很大频率的程序强制降频,和speedstep功能差不多.01减负是12.5,意思就是保持CPU当前频率的12.5%,底下以此类推.关于RMClock的下载,同学们都会百度吧?搜索一下就可以了2.53绿色汉化版或者更新的版本都行,WIN7的话要搜索WIN7 RMClock汉化版即可.欢迎大家分享,有什么好的软件的使用经验欢迎交流哈.有些朋友怕减压会对CPU造成损害,我也懒得打字转一些文字给大家看一下吧 文章原地址http://bbs.colorful.cn/forum/24775fa2-dafe-4c7b-93a4-835ff1010f16/Board/97e6593d-3918-49d8-b6d6-27369bdf8843/Thread/cf061151-7b60-43de-8ebc-475a4056eb69.aspx 关于降低CPU工作电压的利弊之我见(ZT)一,首先我先介绍我认为测试整部PC稳定性最可靠的方法---游戏(当然不是空当接龙和纸牌那些啦),我认为,能连续两个小时不间断的玩CS,极品飞车7,NBA或者FIFA 等等那些稍微大型的3D游戏,其间没出错,就可以认定是稳定的了,当然如果你是有米一族,用孤岛惊魂或者天堂2测试,我也不反对

二,对于CPU降压的注意问题,还是那句---稳定!只要能稳定,即使你的U工作在1V也是没问题的(不过现在的U好象不太可能,未来的奔腾5可能有这么低)

三,关于有网友用 人吃不饱没力气来形容CPU的低工作电压的害处,我认为是比喻不恰当的,人体不同于PC,人体靠吸收食物的营养来换取能量,而PC只要是没有电,马上就不会工作了,人不吃食物还能撑个三四天的而且只要是供电不足,PC马上就会产生不稳定的现象,例如蓝屏,黑屏,重启等等

四,CPU最低的稳定工作电压究竟是多少?这个问题我看连intel和AMD的工程师都没办法回答你,即使是intel和AMD,他们在制造CPU的过程中,还是没有办法100%控制良品率,即使是良品,也没办法100%控制CPU的实际工作频率和实际工作电压,他们只是通过简单的测试,把CPU的频率和电压定了下来,然后就分等级,分不同价钱推出市场,我们DIYER正是钻着这个空子,所以才造就了那么多的超频王,低电王。

五,那为什么各个CPU,即使是同一批次出厂的同一型号的CPU,能降低的最低稳定电压都不同呢?这个情况和超频的原理是一样的---每个U都有个体差异,同一批次出厂的同一型号的CPU,有的U能超50%以上,有的U连提升个20MHZ都不行(我见过,而且不少,我这里说的是外频),广东话说“一样米养百样人”也就是这个道理。

六,比方说,一个人,你单凭外表就能看得出他每餐要吃多少碗饭吗?不能吧,CPU也一样,很多网友一见 别人用低于默认电压工作,就说一定会有害处,单单凭着初中物理的知识---P(功率)=U(电压)*I(电流),他们忘了一个非常重要的条件----额定功率保持不变的情况下,我上面说了,无论intel还是AMD,他们都不能控制一个CPU能以他们设定的频率和电压工作,当然也就没办法控制额定功率了,intel和AMD发布的各种类型CPU的功率,你以为100%准确吗?实际的误差非常大。再回到吃饭问题,一个人吃两碗饭就能饱,他吃三碗饭也一样是饱,但是他平时就吃三碗饭,所以平时的人认为他要吃三碗才饱,这就是错的了。同样道理,intel和AMD在定电压的时候,是全部CPU都能以这个电压工作正常,才定这个电压为默认标准电压,也就是说,有的CPU能以更低的电压运行正常,而有的就不能再低。这就是个体差异了。

所以,降电压只要降得稳定就行了,一旦CPU供电不足,自然它就会罢工(蓝屏,黑屏,重启等等)的了,如果它不罢工运行正常,说明电压足够供应了,也就是稳定了,当然如果你的CPU工作不稳定,还长期用不稳定的电压运行,这对CPU就100%有伤害了,而且伤害的程度很大,比超频的寿命会更短。

大家减电压的时候最好是从最高电压减少0.0125一个档次,别一下子从1.1375减到1.0,那样铁定要蓝屏或从启的.专门找了篇很专业的文章给大家看

文章原地址:http://hi.baidu.com/hzjppkk/blog/item/3d602424f19ae220d5074260.html 降压使用对CPU没有危害 2010-01-22 23:20 一直在考虑CPU降压加速电子迁移的问题,电子迁移(电迁徙)即电子不断同方向运动,并会对对铝原子进行冲击,造成铝原子逐渐移动而造成导体自身的不断损耗。电子迁移与电流I与温度T有关。

当时想法:假设CPU工作功率P不变,在电压V减小的同时电流I会相应增大,电子迁移加剧,CPU杯具进行中。

现在所有CPU的芯片都是由CMOS(互补型金属氧化物半导体)工艺制成。CMOS电路的动态功耗计算公式如下: P=C×(V~2)×f C是电容负载,V是电源电压,f则是开关频率。

假设一块额定频率为1GHz、额定电压为1.5V的CPU其动态功耗为P0。经过超频以后,工作电压加压到1.65V,稳定运行在 1.3GHz,此时其动态功耗为P1。因为CPU制成以后,其电容值C也就基本固定,可以看作常量,也就是说超频前后的电容值C相等。可以得到: P0 = 1.5×1.5×1×C = 2.25C(W)P1 = 1.65×1.65×1.3×C = 3.54C(W)

以上是加压超频的,如果降压超呢?

也就是说开关频率上了,电压下了,功率可能不变,但相比加压超频省电不少,但是CPU的温度的确下来了。

以下是转自“福音主义”的内容

电子迁移现象是始终存在于半导体集成电路里的一种物理现象。在电流加大的情况下,这种现象就更剧烈一些,如果电流太大了 就好比洪水决堤--“河道”也就是电路就被损坏了!

那为什么电子迁移现象总跟“热”联系起来呢?那是因为“热” 能加剧原子的微观热运动,所以能够加剧电子迁移的程度。而且,集成电路中电流大的时候,总会很热!

所以,电流大和温度高是造成致命性的电子迁移的根源,而这两个 根源的实质是统一的,电流大自然会导致温度升高!电流小发热自 然就小了!

但是,一说到到电流大导致温度升高,有些人就想到了 P=I*I*R!这个公式是不能用在cpu上的,因为cpu的功耗P不是I和R的函数,而是电压V的函数!所以有些人说“cpu的电压虽然降低了,但是 总功率是不变的!”这句话就错了!!这就是我说有些人用初 中思维看问题的原因。

对不起,我说话又拽起来了,网络文字吗,请大家不要太较真~~ 言归正传!让我来说说,cpu为什么不是电阻丝!

大家知道,现在cpu采用的都是CMOS电路,CMOS电路是一种互补逻 辑电路,它的功率由三部分组成!P= Ps + Pt + Pc Ps:静态功耗 Pt:顺态功耗 Pc:电容充电功耗

以CMOS电路中最基本的反向器为例,因为反向器正好一个P管一个N管,是最基本的互补逻辑。其中: Ps=Ios*Vdd Pt≈1/2*(tr+tf)*It-max*Vdd*fc Pc=Cl*fc*Vdd*Vdd 我们看这三个公式,其他的我不想解释,学过半导体物理的人,一看 便知,大家只要注意三个公式里的Vdd就行了,可见Vdd一减小,功耗 全部降低,总功率也就降低了~~ 呵呵~~所以说降低电压肯定会降低功率的!

其实,说了这么多,最简单最有力的证明就是,电压降低后 cpu温度会 下降,这不就是最好的证明吗?

那功率降低了,发热也减小了,前面也说了,发热与电流是统一的引起 电子迁移加剧的根源,所以电子迁移作用自然会减弱。

所以,降低电压是不会引起电子迁移现象加剧的!那怎么能损害cpu呢? 除非,还有什么其他因素会损害cpu,那我目前就不了解了~~~

再说的细致一点,还是看那三个公式,除了静态功耗外,其他两个公式 都有一个因子-fc。这个就是频率,为什么功耗中会有频率这个因子呢? 那就得说说CMOS的工作原理,传统的CMOS电路功耗主要来自于Pt和Pc两 部分,近年来ULSI(甚大规模集成电路)的普及才是Ps也重要起来!

而Pt一直作为IC最重要的功耗来源,只在CMOS电路逻辑翻转时才会产生,tr 和tf就表示逻辑翻转的速度。所以cpu的电流大小可以说是由cpu的运行 频率和cpu中参与运算的晶体管数量成正比的,所以cpu不是电阻丝,它的电流绝对不是单纯由欧姆定律决定的!!

这点一定要搞清楚!不要一考虑问题就把欧姆定律搞出来~~~ 所以请某些人不要说什么烧CPU什么的问题了,不解释

第三篇:LED灯散热简述

LED灯散热简述

课 程: 照明工程

姓 名: 王文君

学 号: 1215103044

专 业: 电科

(一)任课教师: 郭震宁

时 间:2015 年 07 月 12日

目录

摘要.............................................2 1 引言...........................................3

2、LED发热的原因.................................4

3、与LED散热有关的主要参数......................4

4、散热方式......................................6 4.1.主动式散热.................................6 4.2、被动散热..................................9

5、新型散热材料.................................10

6、散热实例.....................................12 6.1.LED显示屏的散热设计.....................12 6.2.汽车前大灯的散热技术....................12

7、心得体会...........................................................14

8、结束语.......................................14

9、参考文献.....................................14

摘要 新一代大功率LED灯光源具有环保和节能等很多优点,但大功率LED灯散热性差,易导致灯具光功率减小、芯片加速老化、工作寿命减短等问题,因此散热是制约其发展的一个至关重要的因素。本文通过对大功率LED灯光源发热的原因的探讨,综合阐述了目前广泛运用的大功率LED灯散热技术、新型散热材料等,并通过有限的几个散热实例加深对大功率LED灯光源散热技术的了解和认识。关键词:大功率LED灯、散热技术、散热材料、散热实例 引言

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是21世纪最具发展前景的一种新型冷光源。LED的发光机理是靠PN结中的电子在能带间跃迁产生光能,芯片会有发热现象,特别是大功率LED,使用多个LED组装成一个模组,散热量大大增加。目前LED只有15%-20%的能量转化为光能,剩余80%-85%的能量都转化为热能,而芯片尺寸仅为112.52.5mm2,导致芯片的功率密度很大(达1W/mm2量级)。但是LED器件的散热性比较差,首先因为白光LED的发光光谱中不包含红外部分,即其热量不能依靠辐射释放;其次,LED灯具的扩散热阻及解除热阻都很大。而散热性差会导致很严重的后果,比如减少LED的光输出,缩短器件的寿命,偏移LED所发光的主波长等。因此, 如何使这些热能以最短的路径, 最快速的方法, 并且最大化的散发出去成了关键问题之一。

LED的热管理主要包括3个方面:芯片级、封装级和系统集成散热级。其中,芯片是主要的发热部件,其量子效率决定发热效率,衬底材料决定芯片向外传热效率;对封装而言,封装结构、材料以及工艺直接影响散热效率;系统集成散热级也就是所谓的外部散热器,主要包括散热片、热管、风扇、均温板等。近年来,LED散热问题逐渐被国内外学术界关注,相应地开展了各种研究,然而由于LED灯散热多为经验化设计,散热系统专业性比较差,以至于目前LED灯的散热问题仍然很严重。因而,对大功率LED灯进行热分析和热设计具有重要的现实意义。

本文首先介绍了LED灯的发热原因及目前的一些散热方式和部分新型的散热材料,在此基础上再对几个散热实例深刻剖析。

2、LED发热的原因

LED灯泡发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能,而是一部分转化成为热能,电光转换效率20~30%左右。也就是说大约70%的电能都变成了热能。

热的传播方式有“热传导”、“对流”、“热辐射”三种形态,晶格振动的传播、金属中自由电子的移动属于“热传导”,流体运动传热属于“对流”,通过电磁波传热是“热辐射”。

3、与LED散热有关的主要参数

热阻是指器件的有效温度与外部规定参考点温度之差除以器件中的稳态功率耗散所得的商。它是表示器件散热程度的最重要参数。目前散热较好的功率LED热阻≤10℃/W,国内报道最好的热阻≤5℃/W,国外可达热阻≤3℃/W,如做到这个水平可确保功率LED的寿命。

结温是指LED器件中主要发热部分的半导体结的温度。它是体现LED器件在工作条件下,能否承受的温度值。从根本上讲,结温的上升降低了PN结发光复合的几率。表现在光源上就是发光亮度下降,产生了饱和现象。为此美国SSL计划制定提高耐热性目标。芯片及荧光粉的耐热性还是很高的,目前已经达到芯片结温在150℃下,荧光粉在130℃下,基本对器件的寿命不会有什么影响。说明芯片荧光粉耐热性愈高,对散热的要求就愈低。

LED结温的产生是由于两个因素所引起的:(1)内部量子效率不高,也就是在电子和空穴复合时,并不能100%都产生光子,通常称为由“电流泄漏”而使PN区载流子的复合率降低。泄漏电流乘以电压就是这部分的功率,也就是转化为热能,但这部分不占主要成分,因为现在内部光子效率已经接近90%。(2)内部产生的光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量,这部分是主要的,因为目前这种称为外部量子效率只有30%左右,大部分都转化为热量了。

图1.光衰和结温的关系

结温不但影响长时间寿命,也还直接影响短时间的发光效率,例如Cree公司的XLamp7090XR-E的发光量和结温的关系如图2所示。

图2.结温和发光量的关系

温升有几种不同的温升,我们这里所讨论的是:管壳-环境温升。它是指LED器件管壳(LED灯具可测到的最热点)温度与环境(在灯具发光平面上,距灯具0.5米处)温度之差。它是一个可以直接测量到的温度值,并可直接体现LED器件外围散热程度,实践已证明,在环境温度为30℃时,如果测得LED管壳为60℃,其温升应为30℃,此时基本上可确保LED器件的寿命值,如温升过高,LED光源的维持率将会大幅度下降。

4、散热方式

一般说来,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动式散热和被动式散热。所谓的被动式散热,是指通过散热片将热源LED光源热量自然散发到空气中,其散热的效果与散热片大小成正比,但因为是自然散发热量,效果当然大打折扣,常常用在那些对空间没有要求的设备中,或者用于为发热量不大的部件散热,如部分普及型主板在北桥上也采取被动式散热,绝大多数采取主动式散热式,主动式散热就是通过风扇等散热设备强迫性地将散热片发出的热量带走,其特点是散热效率高,而且设备体积小。

4.1.主动式散热

从散热方式上细分,可以分为风冷散热、液冷散热、热管散热、半导体制冷、化学制冷等等。

风冷散热是最常见的散热方式,相比较而言,也是较廉价的方式。风冷散热从实质上讲就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低,安装方便等优点。但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。

液冷散热是通过液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比,具有安静、降温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷的价格相对较高,而且安装也相对麻烦一些。同时安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。出于成本及易用性的考虑,液冷散热通常采用水做为导热液体,因此液冷散热器也常常被称为水冷散热器。

半导体制冷就是利用一种特制的半导体制冷片在通电时产生温差来制冷,只要高温端的热量能有效的散发掉,则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。利用这种温差现象,配合风冷/水冷对高温端进行降温,能得到优秀的散热效果。半导体制冷具有制冷温度低、可靠性高等优点,冷面温度可以达到零下10℃以下,但是成本太高,而且可能会因温度过低导致造成短路,而且现在半导体制冷片的工艺也不成熟,不够实用。

化学制冷就是使用一些超低温化学物质,利用它们在融化的时候吸收大量的热量来降低温度。这方面以使用干冰和液氮较为常见。比如使用干冰可以将温度降低到零下20℃以下,还有一些更“变态”的玩家利用液氮将CPU温度降到零下100℃以下(理论上),当然由于价格昂贵和持续时间太短,这个方法多见于实验室或极端的超频爱好者。

SynJet替代风扇:SynJet的大致原理是一个类似振动膜的元件以一定频率振动压缩腔内的空气,空气受压缩后从细小的喷嘴高速喷出,形成空气弹喷向散热片,同时空气弹带动散热片周围的空气流动带走热量。

均热板技术:热能有个规律,它会往热阻值低的地方传递。如果热量无法通过散热介质传导出去,它就会传递到PCB上,长时间运行会导致PCB过热变形、损坏。因此,满载做功时单位面积内的巨大热能是一个显卡最难克服的散热问题。下面是目前几种传统散热方式在热传密度上的横向比较:

一个50cm2,6mm厚的真空均温板HeatFlux热传密度可达115W/cm2,是铜热管的10倍以上,VaporChamber真空腔均热板比纯铜基板具有更好的热扩散性能,特别适合于大功率的CPU、GPU的使用。

如图所示,为真空腔均热板散热过程示意图,芯片产生热能通过大面积均热板迅速吸收和传导,使封装的介质开始由液体转化为气体,通过蒸发区将热能带出。气态介质膨胀至整个真空腔,将带出的热能迅速传导到整个封装的铜内腔体中并传导到铝鳍片上。铝鳍片的热能经过风扇强制对流冷却后,使工质失去热能冷却,变化为液态通过内腔管壁毛细作用,然后回流到底部蒸发区,又吸收到新的热能,并再度气化将热带出,形成一个循环。

总结起来,真空均热板优势有:

一.均热板的阻抗为业界中最低之一,将300W应用于25mmx25mm时的测量值为0.05C/W

二.尺寸外型非常灵活,均热板面积可达200mmx200mm

三.克服了方向性限制,全面提升了电子组件/系统的效能

自激式振荡流热管/环路热管:它们作为传统热管技术的延伸,也是依靠液体相变实现换热的,传热能力较烧结热管提高20-30%,具有传热效率高、结构简单、成本低、适应性好、热输运距离远等特点,是解决大功率LED灯散热问题最为有效的解决方案。

离子风散热技术:Tessera把这套系统命名为EHD(Electro Hydro Dynamic电子液动力)散热,其概念实际上相当简单,基于正负电子中和的原理,由一对电极的一端产生正电离子,飞向另一端的负电离子,便能带动空气形成稳定气流,即“离子风”带走热量,在完全没有活动部件的情况下实现了静音散热。

离子风的散热技术,与现在的散热技术相比,这种新的散热技术可以提升250%的散热效率。采用这种技术的离子风引擎两端各有一个高电压电极,电极之间的电压差高达数千伏,在这种情况下,空气中的气体分子实现离子化就产生了离子风,这种离子风可以高效的带走芯片所产生的热量。这种离子风引擎可以安装在需要散热的芯片上,这样无需风扇就可以起到强大的散热作用,并且其散热效率远高于目前的散热产品。

如果普通散热器可以将温度降到60°C的话,这种离子风散热引擎可以将温度降至35°C。在热管的帮助下,离子风引擎散热效果与现在的散热技术相比可以提升250%。目前相关技术人员正在努力使离子风技术支持低电压运行环境。合成射流冷却法

合成射流替代了传统的风扇;对于LED散热来说是一个极佳的选择。通过隔膜的运动,引起气流在开口处的周期性吸入与发射,从而形成了射流;如图1所示。图1中前三个画面显示了气体的发射阶段:此阶段形成了带有旋涡的射流;射流处气体向下对流。一旦旋涡流向下行,开口处附近的空气就会被带动,从而形成射流;如图1中后两个画面所示。该急速湍流空气每秒脉冲数可达30至200,冲破热界面层,提高从热源(主要是LED散热片)出散发的大部分热量;从而排放掉大量的热。这种高速脉冲气流能精确放置于需要冷却的地方,例如散热片翼;从而进一步提高合成射流的散热效率。

纳米碳球应用于辐射散热技术:受限于节能与产品轻薄短小之需求,非主动散热日益受重视,应用辐射红外线的涂料散热方式是目前相当热门的研究领域,特别是应用于高功率LED与太阳电池等产品,其散热好坏会直接反应在产品效能上,并且为了节能减碳的诉求,这类产品通常不会加装风扇散热。一般导热材必须有高的Loading,藉由填充粒子间的界面接触传导热,因此界面阻抗成为主要的热能传递障碍。碳簇材料(黑体)辐射冷却效果佳。在相同温度(90°C)下,以红外线摄相仪观测,有涂装的很火红(辐射发射率达98%),并且明显降温速度较快,显示涂层具辐射冷却效果。将此应用于单颗5WLED台灯制品,LED温度可由75.1°C降至50.8°C,亮度增加30%且寿命可大幅提升(图六)。辐射散热的效果常随散热鳍片之设计而略有不同,一般来说,涂装纳米碳球之鳍片可较相同形状未涂装样品降温达6°C以上。因应节能与非主动散热需求,产品可藉简易的涂布技术应用于铝鳍片散热、LED照明、车灯、工业计算机、太阳能电池散热、随身装置、游戏机等应用产品。相关产品市场产值大,目前成果已商品化应用于LED台灯产品。

静音气冷技术(Silent Air-cooling Technology, Silent ACT)已是一种相当接近未来散热系统的要求而被看好的新技术。其散热原理是透过一个高强度电场把电极头周围的空间离子化,当离子从电极移至收集电极时,就会和中性的空气粒子互撞且传递电荷,接着则会移动及产生气流空气分子离子化,最后再透过电场来推动气流。

静音气冷技术运作示意图

4.2、被动散热

指仅通过散热器本身,将在LED照明过程中产生的热量分散出去,达到降低结温的效果,主要有直接自然对流散热和热管(平板热管、环路热管和翅片式热管)技术散热两种 热管:热管属于一种传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点,并且由热管组成的换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。其导热能力已远远超过任何已知金属的导热能力。

5、新型散热材料

陶瓷材料:陶瓷属于非金属材料,晶体结构中没有自由电子,具有优秀的绝缘性能。它的传热属于声子导热机理,当晶格完整无缺陷时,声子的平均自由程越大,热导率就越高。理论表明,陶瓷晶体材料的最大导热系数可高达320W/mK。

塑包铝材料:铝是最好的散热材料,但是铝制品价格昂贵且使用频率较低,工艺本身受到极大限制,因而款式少,长期以往限制了其发展和更新的速度。塑料本身是绝缘体,而且散热性能较佳,价格低廉,但是相对金属来说,散热性能差一些,而具有革新意义的塑包铝成为散热首选。塑包铝结合塑料与铝的特性,增强了导热材料的安全性,也提升了散热套件的实用性、美观性,还在很大程度上降低了使用成本,是值得推广的安全散热材料。

镁合金材料:传统材料上,铜的热导率最高,是很好的散热材料,但铜的成本高、密度大,限制了其在散热器上的应用;铝的热导率较高、成本较低,是散热器的主要材料。镁的热导率虽比铝稍低,也属于良好的导热材料,镁合金的散热速率显著优于铝合金及铜合金,相对于原来广泛采用的Al合金,镁合金在LED照明散热材料方面具有广泛的应用前景,正受到国内外的广泛关注。

石墨烯材料:金属材料在LED散热应用方面存在难于加工、耗费能源、密度过大、导电、易变形以及废料难回收等诸多问题,几乎没有太大的降价空间。而纳米石墨烯导热塑料如应用在LED灯具散热上,其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的纳米新材料,是目前人类所发现的几乎完美的平面原子结构,其出色的导电、导热以及散热性能让各行各业均对其寄予厚望。

石墨烯属于稀土材料,正渐渐取代金属部件应用于LED灯具的导热零件,包括灯座、冷却散热灯杯和外壳等。石墨烯相对于金属材料,具有散热均匀、重量轻,造型设计灵活等特点。

多孔性物质:热量利用声子和震动的量化单位(作为载热粒子)穿过材料。当声子跑进一个孔里时,它会分散、损失能量。因此,声子不能有效地携带热量通过多层材料。这导致该材料的导热系数会比较低。而这一低导热率会提高热电转化效率。材料的孔越多,则导热系数越低,就越适合做热电材料。总的来说,研究人员发现当孔越小、挤得越密时,导热系数就越低。Niarchos 说他们的运算结果与其他实验得出的数据非常吻合。他们也表示,微纳米多孔材料基本上比无孔材料的热-电转化率要高出好几倍

聚合物材料:通常都是热绝缘体,但美国研究人员通过电聚合过程使聚合物纤维排成整齐阵列,形成一种新型热界面材料,导热性能在原有基础上提高了20倍。佐治亚理工学院乔治·伍德拉夫机械工程学院助理教授巴拉图德·克拉说,新的热界面材料是利用共轭聚合物聚噻吩制成的,其整齐的纳米纤维阵列既有利于声子的转移,也避免了材料的脆性。新材料在室温下的导热率达到4.4瓦/米·开尔文,并已在200℃温度下进行了80次热循环测试,性能依旧稳定;相比之下,芯片和散热片之间的热界面常用的焊锡材料,在回流的高温过程中工作时可能会变得不可靠

惰性液体冷却材料:新型LED替代灯依靠惰性液体冷却,实现高电流驱动下只需少量组件便可获得更高亮度。新产品系列有独特的结构设计,把LED面向外固定在金属插指上,灯泡内注入惰性液体用来散热,这样在配备较少灯具组件的情况下可达到很好的散热效果,从而实现高电流作业,获得高亮度。

液态金属:液态金属导热率远高于常规散热工质,能在一个较宽的温度范围(从室温直到2300℃)内始终保持液态,不会像普通液体易于因气液相变导致过高压力而发生危险,特别是由此研制成的散热器十分紧凑。经实验室对200至900瓦功率器件的散热测试表明,液态金属散热技术具有快速高效的热量输运能力,体现出了稳定可靠、能耗低等诸多领先于传统散热方式的优点,有望成为高端LED光源热管理的理想解决方案。

6、散热实例

6.1.LED显示屏的散热设计

1、空气流体力学,利用灯壳外形,制造出对流空气,这是最低成本的加强散热方式。

2、导热塑料壳,在塑料外壳注塑时填充导热材料,增加塑料外壳导热、散热能力。

3、铝散热鳍片,这是最常见的散热方式,用铝散热鳍片做为外壳的一部分来增加散热面积。

4、表面辐射散热处理,灯壳表面做辐射散热处理,简单的就是涂抹辐射散热漆,可以将热量用辐射方式带离灯壳表面。

5、导热管散热,利用导热管技术,将热量由LED全彩显示屏芯片导到外壳散热鳍片。在大型灯具,如路灯等是常见的设计。

6、风扇散热,灯壳内部用长寿高效风扇加强散热,这种方法造价低、效果好。但是,要换风扇就是麻烦而且也不适用于户外,这种设计较为少见。

7、液态球泡,利用液态球泡封装技术,将导热率较高的透明液体填充到灯体球泡内。这是目前除了反光原理外,唯一利用LED芯片出光面导热、散热的技术。

8、导热散热一体化--高导热陶瓷的运用,灯壳散热的目的是降低LED全彩显示屏芯片的工作温度,由于LED芯片膨胀系数和我们常的金属导热、散热材料膨胀系数差距很大,不能将LED芯片直接焊接,以免高、低温热应力破坏LED全彩显示屏的芯片。最新的高导热陶瓷材料,导热率接近铝,膨胀系可调整到与LED全彩显示屏芯片同步。这样就可以将导热、散热一体化,减少热传导中间过程。

6.2.汽车前大灯的散热技术

(1).散热设计

汽车前大灯用LED是目前OSRAM公司最大功率的一种LEUMD1W4[3];管芯散热设计选用了一种更利于散热的LE3S封装[1]。这种封装的特点是,以面积较大的铜合金散热垫为基座,管芯固定在基座中央。同时将LED基座与铝基板接触区域的绝缘介质剥离,使铜合金基座与铝基板直接接触。基座上的热直接传导至LED的外部。这种内部结构去处了管芯和基座之间的介质减少了热阻,更直接地将管芯的结温导出(见图2a)。

图2 :汽车大灯用L ED、等效热阻散热路径图(点击图片放大)汽车前大灯主要散热路径是:管芯→铜合金基板→铝基板→散热器或机壳→环境空气,(见图2b)。若LED的结温为TJ,环境空气的温度为TA,散热垫底部的温度为Tc(TJ>Tc>TA),在热传导过程中,各种材料的导热性能不同,即有不同的热阻。管芯传导到散热垫底面的热阻为RJC(LED的热阻)、散热垫传导到PCB面层敷铜层的热阻为RCB、PCB传导到环境空气的热阻为RBA,则从管芯的结温TJ传导到空气TA的总热阻RJA,RJA与各热阻关系为:RJA=RJC+RCB+RBA,铜合金基板和铝基板导热性能接近且热阻小,其导热性能就好,即散热性能也越好[2]。该散热结构的总热阻比常规结构减少近26%。

(2)、车灯环境的系统设计

由于现阶段的LED的输出光通量低,仅汽车近光灯就需要1000lm以上。考虑到汽车前大灯的配光要求以及电学、光学参数的稳定性,LED应用于汽车前大灯常需要集几颗甚至几十颗LED元件于一块模组中,才能满足车灯法规所需的要求。目前,我们针对O2star[1]和X2lamp产品的类似封装进行配光设计。其中OSTAR4chip车灯专用的LEUMD1W4[3]单只LED输出光通量大于350lm,阵列3只这种LED即可满足车灯1000lm的基本要求。

(1)扩大散热面积提高传导效率。在LED汽车前大灯近光单元设计中,3颗大功率LED阵列在铝基板上。这种紧密排列的大功率LED热量的高度集中和散热难度可想而知。试验样件的做法是铝基板与散热器紧密贴合固定。二者之间的填充了性价比较高且使用简单的导热硅脂,在整个散热系统中,硅脂层其实是散热关键之所在。目前主流导热硅脂的导热系数均大于1W/m·K,优质的可达到6W/m·K以上,试验选择了性价比较高导热率达到4。4W/m·K的TG2244导热硅脂。

图3:风冷和外置散热(点击图片放大)(2)强制对流提供与外界空气热交换。在散热片的背面加装风扇促使强制空气流动。风扇加速了散热片的热交换的同时,流动的空气也直接从PCB板上带走了部分热量。由于灯体的狭小且密封,与外界的空气对流几乎不可能。图3a所示风冷结构中风扇的强制对流可以缓解散热器中心区域与周围环境的温度不均匀,使灯体内部和灯体外壳的温度尽量接近。有助于将内部的热通过外壳和外置散热器传导出去。

(3)散热器部分外置。根据发动机舱内的分布及灯体安装的空间大小,将灯体散热器设计为内置和外置二个部分,如图3b所示。外置散热器设计在灯壳的上缘。内置LED产生的热由内置散热器传导到外置的散热片上,再通过对流散热。考虑到灯光通常在行驶时开启,发动机舱受到强对流风冷的作用,温度相对较低。加之车灯外壳上缘恰好暴露在车前盖的缝隙处,车辆行驶时车盖缝隙导入的气流流经外置散热片的翼片,外置散热器受到空气的风冷。外置散热器对灯内的降温发挥了很好散热作用。

7、心得体会

借此次写课程论文的机会,我对一些LED器件的散热技术进行了整理归纳,通过此次归纳整理,我不仅对LED的散热技术有了更深的认识和了解,而且自己也从这次的论文中学到了一些关于LED的散热技巧和掌握了一些常见散热问题的解决方法,同时本门课程和这次的论文学习也让我找到了大学及以后的努力方向。

8、结束语

本文通过对大功率LED灯发热原因的分析,并总结了多种散热方式和一些新型的散热材料,最后通过LED显示屏和汽车前大灯的散热实例剖析了散热技术在大功率LED灯领域的必要性和重要性。

9、参考文献

[1]李兴林,半导体照明工程技术,中国建筑工业出版社

[2]房海明,LED照明设计与案例精选,北京航天航空大学出版社

[3]http://lights.ofweek.com/2015-05/ART-220019-11002-28954868.html [4]http://lights.ofweek.com/2014-05/ART-220019-8140-28804690.html [5]http://lights.ofweek.com/2014-11/ART-220019-8420-28901318.html [6]http://lights.ofweek.com/2013-09/ART-220019-8500-28718209.html

第四篇:笔记本散热的方法

笔记本散热的方法

笔记本电脑发展至今已有三十多年.随着人们对使用笔记本电脑舒适性的要求不断提高.笔记本电脑散热系统的性能越来越受到重视,下面就由 小编跟大家分享给笔记本散热的方法吧,欢迎大家来阅读学习~

笔记本散热的方法

攻略一:【买散热好或功耗低的笔记本】散热问题,从购买笔记本时就要考虑到了。如果你刚好高考完,家里要给你配置上学的笔记本了,就认真权衡一下。购买的时候就真机测试笔记本的散热,可以用监控软件查看。另外,女生的话可以考虑买功耗低的超极本,打游戏也许达不到顶级效果,但普通的还是没问题的。

攻略二:【最简易散热——垫高笔记本】不耗电,仅凭笔记本本身的散热风扇进行散热,垫高提供了良好的对流空间。至于垫高笔记本的东西,随便拿本杂志卷成一卷,用胶质固定好边缘,垫在笔记本后面即可。注意杂志不要太厚,免得卷出来太大垫笔记本不平稳。

攻略三:【最常见散热——垫高式散热器】五花八门的散热器你知道哪些好用吗?挑选散热器的时候,风扇多少风力大小都不是首要判断标准,很多人都忽略了,你的散热风扇对准散热口了吗?笔记本背面的那些网格的地方,一般有三到四个,分别风扇、内存卡、CPU、显卡所在的位置。但是千篇一律的散热器似乎没能这么量身定做的啊,那你就根据温度监控软件,哪里温度最高就将风扇 对准哪个口。

攻略四:【加强散热——风扇式散热器】这种风扇风力会强大很多,都是对着笔记本侧边或后边的散热口吹,加速散热区的空气流通。结合垫高笔记本使用效果更好。

攻略五:【超强散热——抽风式散热器】这种散热器直接对接笔记本的风扇散热口,加快笔记本的热量排出速度,针对性最强。

攻略六:【散热小细节——不要帖键盘膜】笔记本本身比较薄,底部的热量键盘上的感受是很明显的,贴着键盘膜会阻碍散热。

笔记本散热的方法相关文章:

1.笔记本电脑散热的方法

2.笔记本电脑如何散热快 如何让笔记本电脑散热快

3.如何为笔记本开启降温模式

4.笔记本的散热性能怎么测试

5.笔记本怎么散热好

第五篇:PC散热方法小结

PC散热方法小结

李红

电脑的发热量随着电脑总体速度的提高而呈增长趋势。1GHz的Athlon最高容许温度可达95℃,你能想像在它高速运行时,对它停止散热一分钟会怎样?高温会降低电脑的稳定性(特别是超频时就更应该注意散热),高温更严重的后果是高热部位被烧毁。

CPU的散热方法及散热器件

CPU的散热方法和器件非常多,而且常有DIYer“发明”出新的散热工具和方法。

扩散法及散热片 就是仅使用散热片,紧贴在CPU表面,以增大CPU的散热面积、扩散热量。此法主要在早期的586以及笔记本电脑上使用,现在主要在板卡上的一些芯片上使用。一般散热片的散热面和质量越大,散热效果就越好。目前在CPU上,为取得好的散热效果,需要将散热片和其它散热器件配合使用。

风冷法及风扇 是目前最普遍采用的一种方法,主要由散热片、散热风扇辅以导热硅脂进行散热。对于散热风扇,当然是转速快、出风量大的好,以便迅速带走热量。目前市面上的普通风扇能满足CPU散热的正常需求,如果要超频,就需要换用大功率风扇和质量更好的散热片。

显卡散热风扇及显存散热片

水冷法及水冷散热器 用密封性良好的水槽(一般用铝或铝合金制成的)贴在CPU表面,然后通以循环水来给CPU散热。此方法散热效果十分出色,但操作难度很高。

水冷散热器是专业玩家钟爱的东西,以前都靠玩家DIY,现在也有现成的商品可买了。水冷的原理是由水将散热器中的热量带走。由于水的热容量远大于空气,因此只要少量的水就可以很好地散热。水冷器的散热效果要远超过“风扇+散热片”的方案,在水中加冰加盐可以进一步降低水温。水冷散热器不需要风扇,没有噪声;缺点是要防止漏水。

水冷散热器+散热片 只要安装适当,降温效果当然非凡。安装时要选择好位置,不然很容易因为局部冷凝而产生水珠(即“冒汗”现象),造成电路短路而损坏CPU。

制冷装置 类似于电冰箱的原理,制冷装置实际上是一个微型压缩机,自然,其冷却速度非其它散热器件可比。例如丹麦ASETEK制造的VapoChill,就是此类专业制冷散热装置,它采用沸点较低的液体作为CPU冷却剂,通过处理器时很快就会沸腾并蒸发,能迅速带走芯片上的大量热量。接着汽化后的冷却剂从蒸发器进入冷凝器,在涡轮的帮助下重新变成液体,再从另一面的通道流回CPU,周而复始进行降温。

研磨法 这是一种辅助的散热措施,方法是用砂纸打磨掉CPU外膜的那层锡,直至露出红色的铜,以便让CPU核心内的高温更快地传导出来。这种方法极具危险性,也只有大胆的高级玩家敢试。

导热硅脂

软件法 即通过软件来控制CPU的使用,其原理是让降温软件常驻内存,时刻监测CPU的状态,一旦CPU空闲,降温软件就会发出HLT挂起指令,让CPU暂时停止工作,仅使CPU维持最小的能耗,从而降低温度,因为CPU空闲时,也要产生很多的热量,只有在挂起状态下,CPU产生的热量才很少。

Cpuidle是这类CPU降温软件中最先的产品,之后又陆续出现了Waterfall Pro、Rain、SoftCooler Ⅱ、CPUCool、KCPUCooler、WinCooler等降温软件。其中Waterfall Pro适合PC和笔记本电脑使用,能为CPU降温,节省笔记本电脑电池;Rain是Waterfall的简化版,个头很小,功效可不差;SoftCooler Ⅱ不仅能识别AMD、Cyrix、Intel等类型的CPU,还可以针对不同的CPU进行优化降温;KCPU Cooler特别适合在意系统资源消耗的用户,可以在没有应用程序运行时将CPU挂起,节省能量,降低CPU温度。

导热硅脂与散热膏 导热硅脂可以加强CPU表面和散热片间接触的紧密程度。在CPU和散热片接触面涂一层导热硅脂,填补散热片与CPU表面间的空隙,可以改善CPU与散热片的接触,增加导热性。建议把2B或4B的铅笔芯用细砂纸慢慢磨成粉末,然后加到白色的散热膏里,注意不要加得太多,否则会影响CPU与散热装置的粘合。

显卡的散热方法

第三代显卡出现前,显卡的散热只需在显卡芯片上使用一个散热片即可。而现在的主流显卡因为GPU内核的温度都比较高,所以一般都在GPU芯片上加风扇。

风扇+散热片 显卡涡轮风扇是一种适合显卡上使用的高性能风扇,为许多优质显卡所采用

显卡散热套件 更高级的方案除了显示芯片采用“风扇+散热片”散热外,还在显存上也加上了散热片,这套散热器件组合可以称为显卡散热套件。例如有种显卡散热套件,包括一个ViceⅡ Xtreme散热器和八片显存散热片。安装该套件的步骤是:⑴将显卡上原有的散热风扇取下来,将显卡用防静电、防水的塑料袋包装好,注意密封,然后放到冰箱里冷冻30~40分钟;⑵取出显卡,将改锥插到显卡芯片的散热片底下,将散热片取下来;⑶涂上新的导热硅胶;⑷粘贴Vice Xtreme 散热器;⑸将显存散热片粘贴到显存芯片上。

水冷散热器的多种制作方法

打磨显卡芯片 这是一种近似“疯狂”的显卡散热辅助方法,有DIYer做过这种尝试,但奉劝大家不要仿效。

水冷法 有人对显卡也使用水冷法散热,使用了显存/内存散热片,并且利用中间的小孔来穿过水管,起到了更好的散热效果。

为硬盘散热

有这样一个计算法:功耗正比于转速的2.8次方。因此7200RPM硬盘的功耗比5400RPM或4500RPM的硬盘要大得多。对于4500RPM和5400RPM硬盘,可以不用过多关心散热问题,但对于7200RPM的硬盘,其散热问题就是一个值得考虑的问题了。

最简单的散热措施是从机箱设计上想办法,即使用金属安装架,好让硬盘散发的热量尽快传送到计算机系统的机箱外。比较专业的做法是采用三风扇敞开式硬盘散热架,以便有效地降低硬盘温度。

制作很精致的显卡水冷装置

当然也可以采用硬盘散热套件为硬盘散热,其原理是通过风扇来带走硬盘产生的热量。其实这也可以自己动手制作:将一个直径比较大的机箱风扇安装到硬盘上。不过由于硬盘是精密仪器,所以选购硬盘散热风扇时,风量还不是最关键的因素,最关键的是风扇产生的震动要最小。安装硬盘风扇前,要把硬盘拆下来,在硬盘底部预留有6个螺丝孔,把风扇所附的螺丝装在硬盘底部,固定好风扇,然后把风扇电源插头串接在硬盘电源插孔上。

为机箱散热

机箱内除了电源和CPU 风扇外,为了散热,有必要再安装额外的系统风扇(System Fan)来加强空气对流,甚至再加个额外的抽气风扇。

系统风扇可安装在机箱的右下角,产生的风吹向板卡插槽位置。抽风风扇应安装在电源的正下方,主要将机箱内空气抽出,为机箱内降温。也可以在机箱面板底部加装一个用于吸入冷风的抽气风扇,在靠近CPU和显卡附近的高温区后面板上加装一个排气风扇,这样利用风扇的风力在机箱内形成对流,加速热空气的排散。最后整理机箱内排线,用橡皮筋捆扎多余线路,清理出宽敞空间帮助空气流动。

下载科学教案保温散热(小编整理)word格式文档
下载科学教案保温散热(小编整理).doc
将本文档下载到自己电脑,方便修改和收藏,请勿使用迅雷等下载。
点此处下载文档

文档为doc格式


声明:本文内容由互联网用户自发贡献自行上传,本网站不拥有所有权,未作人工编辑处理,也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容,欢迎发送邮件至:645879355@qq.com 进行举报,并提供相关证据,工作人员会在5个工作日内联系你,一经查实,本站将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关范文推荐

    吸热和散热教学设计

    吸热和散热 教学资源分析: 本课的活动内容分为四个部分:研究不同物质的吸热和散热性能,研究同种物质不同颜色的物体吸热和散热的性能,吸热和散热现象在生活中的应用,拓展活动——......

    保温协议

    天津市 外墙保温施工工程合同 发包人: 承包人: 合同日期: 年 月 日 外墙保温工程合同 发包人(全称): (甲方) 承包人(全称): (乙方) 依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑......

    保温面积

    5#楼、6#楼单体保温、门窗概算面积 3层至25层保温面积共计:6326.8平方米 东立面 27.29平方米 西立面27.29平方米 北立面77.078平方米 南立面143.42平方米 二十六层至二十七层......

    保温合同

    建筑施工工程合同 (仅适用与非招标工程) 甲方:镇江恒利达地产开发有限公司 乙方: 甲乙双方本着互惠互利、共同发展的原则,经双方友好协商达成以下协议: 一、 甲方将绿港苑2、3、4......

    保温施工组织设计

    一、编制依据 1.1《民用建筑热工设计规范》GB50176-93 1.2《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26-95 1.3《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005 1.4《夏热冬冷地区居住......

    吸热和散热教学设计说课稿

    《吸热和散热》说课稿 高邮市卸甲镇伯勤小学 曹天平【说教材】 单元分析 本单元主要是根据《科学(3~6年级)课程标准》中“能的表现形式”和“物体与物质”中的部分要求构建的......

    《吸热和散热》教学反思五篇

    《吸热和散热》教学反思 对于学生来说,学会动手做科学实验所获得的结果要比学习别人已经总结的事实、概念等好得多。因为学会做科学实验要比学习科学知识本身重要得多,探究过......

    笔记本的保养散热问题重要性

    笔记本的保养散热问题重要性 介绍了笔记本电脑保养散热问题中热量的产生,以及散热方式包括环境散热、软件散热、笔记本专用散热产品。 笔记本的保养散热问题重要性 热量的产......