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干貨！工業(yè)交換機散熱技術(shù)

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時間：2022-08-31

      工業(yè)交換機常應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境中，高溫環(huán)境加上連續(xù)工作產(chǎn)生的熱量如何快速散去非常重要！工業(yè)交換機在選用適合寬溫的散熱器材外，還應(yīng)當(dāng)注意良好的散熱設(shè)計，下面我們就一起來看看工業(yè)交換機常見的散熱技術(shù)有哪些？
 
      一般電子產(chǎn)品的熱設(shè)計主要包括散熱、加裝散熱器和制冷三類技術(shù)，這里主要討論工業(yè)交換機設(shè)備中的散熱技術(shù)和加裝散熱器技術(shù)。
 
      （一）散熱應(yīng)用中常采用的方法
      第一種是傳導(dǎo)散熱方法，可選用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料來制造傳熱元件，或減小接觸熱阻并盡量縮短熱路徑。
      第二種是對流散熱方式，對流散熱方式有自然對流散熱和強迫對流散熱兩種方法。自然對流散熱應(yīng)注意以下幾點：設(shè)計印制板和元器件時必須留出多余空間；安排元器件時，應(yīng)注意溫度場的合理分布；充分重視應(yīng)用煙囪撥風(fēng)原理；加大與對流介質(zhì)的接觸面積。強迫對流散熱方式可采用風(fēng)機（如計算機上的風(fēng)扇）或雙輸入口推拉方式（如帶換熱器的推拉方式）。
 
      第三種是利用熱輻射特性方式，可以采用加大發(fā)熱體表面的粗糙度、加大輻射體周圍的環(huán)境溫差，或加大輻射體表面的面積等方法。


 
     （二）加裝散熱器
      工業(yè)交換機設(shè)備在熱設(shè)計中，最常采用的方法是加裝散熱器，其目的是控制半導(dǎo)體的溫度，尤其是結(jié)溫Tj，使其低于半導(dǎo)體器件的最大結(jié)溫Tjmax，從而提高半導(dǎo)體器件的可靠性。半導(dǎo)體器件和散熱器安裝在一起工作時包含：半導(dǎo)體器件內(nèi)熱阻RTj、結(jié)溫Tj、殼溫Tc、散熱器溫度Tf、環(huán)境溫度Ta及半導(dǎo)體器件的使用功率Pc。散熱器的熱阻RTf應(yīng)為：RTf=(RTj-Ta)/Pc-RTj-RTc散熱器熱阻RTf是選擇散熱器的主要依據(jù)。Tj、RTj是半導(dǎo)體器件提供的參數(shù)，Pc是設(shè)計要求的參數(shù)，RTc可以從熱設(shè)計專業(yè)書籍中查到。下面介紹一下散熱器的選擇。
      1．自然冷卻散熱器的選擇
      首先計算總熱阻RT和散熱器的熱阻RTf，即：RT=(Tjmax-Ta)/PcRTf=RT-RTj-RT。算出RT和RTf之后，可根據(jù)RTf和Pc來選擇散熱器。選擇時，根據(jù)所選散熱RTf和Pc曲線，在橫坐標(biāo)上查出已知Pc，再查出與Pc對應(yīng)的散熱器的熱阻R'Tf。按照R'Tf≤RTf的原則,選擇合理的散熱器即可。
       2．強迫風(fēng)冷散熱器的選擇
      強迫風(fēng)冷散熱器在選擇時應(yīng)根據(jù)散熱器的熱阻RTf和風(fēng)速來選擇合適的散熱器。
      3．散熱風(fēng)扇的設(shè)計
      普通商用交換機的風(fēng)扇，工作一直處于全速（FullSPD）狀態(tài)，除其造成電能浪費、增大整機噪音外，還會增加不必要的電源發(fā)熱，機箱內(nèi)灰塵過多堆積等。更重要的是風(fēng)扇在全速狀態(tài)時其壽命約為2萬小時，也就是2.28年（由SANYOFANDATASHEET給出的數(shù)據(jù)），2萬小時后風(fēng)扇轉(zhuǎn)速會逐漸下降，給整機帶來不穩(wěn)定因素。但由于沒有監(jiān)控單元，這種隱患很難發(fā)現(xiàn)：例如當(dāng)工業(yè)交換機丟包率逐漸上升時，并不容易查到是由于風(fēng)扇老化轉(zhuǎn)速降低及灰塵堆積太厚導(dǎo)致機箱內(nèi)關(guān)鍵部件溫度升高所致。


 
      工業(yè)交換機應(yīng)使用高速（HighSPD）風(fēng)扇并帶有智能監(jiān)控電路，實時監(jiān)測和控制網(wǎng)絡(luò)交換機的運行狀況，例如監(jiān)控機箱風(fēng)扇、主交換芯片溫度、機箱溫度，光收發(fā)器件溫度等,這也就是我們所說的“智能風(fēng)扇。
      工業(yè)交換機工作過程中智能監(jiān)控電路會根據(jù)被測元件的溫度或風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，給網(wǎng)絡(luò)交換機散熱。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速主要與交換機負(fù)載和環(huán)境溫度有關(guān)。在環(huán)境溫度一定時，當(dāng)工業(yè)交換機數(shù)據(jù)負(fù)載減輕時，功耗減小，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動降低，當(dāng)工業(yè)交換機數(shù)據(jù)負(fù)載加重時，功耗加大，風(fēng)扇速轉(zhuǎn)速自動上升。在數(shù)據(jù)負(fù)載一定的情況下，當(dāng)工業(yè)交換機處在低溫環(huán)境時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動降低，處在高溫環(huán)境時風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自動升高。在高溫高負(fù)載情況下，風(fēng)扇可處在應(yīng)急高速（HighSPD）狀態(tài)，比全速（FullSPD）狀態(tài)更能保證網(wǎng)絡(luò)安全運行。
      4．智能風(fēng)扇控制器運行特性
      采用智能風(fēng)扇控制技術(shù)后可延長風(fēng)扇壽命，減少機內(nèi)灰塵堆積、降低風(fēng)扇噪聲，節(jié)約電量使用，保證系統(tǒng)有效工作。另外控制器不僅能對風(fēng)扇失效停轉(zhuǎn)、溫度超過警戒線提供報警，而且對于由于老化或風(fēng)道阻力異常增大、轉(zhuǎn)速低于正常值或監(jiān)測點溫度異常升高等前期隱患均能給出相應(yīng)的中英文語音提示，方便網(wǎng)絡(luò)管理人員將事故消滅在萌芽階段。

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