电子产品热设计基础培训

电子产品热 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 基础电子产品热设计基础严运锋严运锋2011.04.282011.04.28讲师简介讲师简介讲师简介讲师简介讲师简介讲师简介讲师简介讲师简介z工学硕士，2008年1月毕业于北京航空航天大学工程热物理系，研究方向为传热传质学；z曾先后在山特电子（深圳）有限公司武汉邮电科学研究z曾先后在山特电子（深圳）有限公司、武汉邮电科学研究院工作，岗位均为热设计工程师；z现任艾默生网络能源有限公司汽车电源开发部热设计高级工程师；工程师；z联系电话：13590217386；zEmail：cau_yyf@163.com提提纲纲提提纲纲提提纲纲提提纲纲一、热设计背景二热设计基础知识二、热设计基础知识1.热设计的基本概念及术语2热传递的基本方式2.热传递的基本方式3.热电模拟及热路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 三热设计的基本要求和一般设计准则三、热设计的基本要求和般设计准则四、热设计材料1散热器的设计原则1.散热器的设计原则2.风扇的设计方法及选型准则3.导热界面材料的种类及选型准则3.导热界面材料的种类及选型准则五、热设计验证六、CFD技术在热设计领域的应用热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景电子技术是迄今为止世界上发展最迅速的技术领域电子技术是迄今为止世界上发展最迅速的技术领域。z从白炽灯到集成电路1879——Edison发明电灯（incandescentlightbulb）；1906——LeedeForest发明真空三极管(vacuumtube)；1906——LeedeForest发明真空三极管(vacuumtube)；1947——晶体管(transistor)出现；1957——集成电路(integratedcircuit,IC)问世............热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景模块功率密度逐年增长趋势热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景27%温度27%温度震动湿度沙尘40%19%沙尘盐分6%海拔冲击6%2%4%2%冲击环境对电子设备失效的影响热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景z电子技术高速发展的同时也产生了一个越来越突出的问题：热。热问题给产品的设计及应用带来了巨大挑战问题给产品的设计及应用带来了巨大挑战。z为什么要进行热设计？1设备体积减小功率上升热流密度大幅增加1.设备体积减小，功率上升，热流密度大幅增加；2.高温对产品的不良影响：元器件损坏（炸管）；绝缘性能下降材料老化严重焊缝开裂甚至焊点脱落；材料老化严重；焊缝开裂，甚至焊点脱落......3.高温对元器件的影响：电容寿命下降；电阻阻值变化；磁性器件绝缘材料性能下降；晶体管故障率上升件绝缘材料性能下降；晶体管故障率上升......4.散热问题是制约产品小型化、轻便化的关键问题。热设计就是根据电子元器件的热特性和传热学的原理，采取各种结构措施控制电子设备的工作温度，使其在允许的温度范围之内。结构措施控制电子设备的工作温度，使其在允许的温度范围之内。热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景z热设计有三个层次1元件级热设计主要研究元器件内部结构及其封装形式对传热的影响计1.元件级热设计：主要研究元器件内部结构及其封装形式对传热的影响，计算及分析元器件的温度分布。对材料、结构进行热设计，降低热阻，增加传热途径，提高传热效果，达到降低温度的目的。主要由元器件的生产厂传热途径，提高传热效果，达到降低温度的目的。主要由元器件的生产厂家完成。2.电路板级的热设计：主要研究电路板的结构、元器件布局对元件温度的影响以及电子设备多块电路板的温度分布，计算电子元件的结点温度，进行可靠性预计。对电路板结构及其元器件进行合理安排，在电路板及其所在箱体内采取热控制措施达到降低温度的目的主要由电子设备设计人员箱体内采取热控制措施，达到降低温度的目的。主要由电子设备设计人员及可靠性设计人员完成。3环境级的热设计：主要是研究电子设备所处环境的温度对其的影响环境3.环境级的热设计：主要是研究电子设备所处环境的温度对其的影响，环境温度是电路板级的热分析的重要边界条件。采取措施控制环境温度，使电子设备在适宜的温度环境下工作。可由产品开发人员或用户完成。子设备在适宜的温度环境下工作。可由产品开发人员或用户完成。热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景热设计背景z怎样进行热设计？1理论分析1.理论分析；2.数值模拟；3实验测试3.实验测试。z判定热设计成败依据？Tj降额允许值（对磁性器件要求其温度不高于降额绝缘温度值）Tj≤降额允许值（对磁性器件，要求其温度不高于降额绝缘温度值）散热方式有自然散热风冷液冷热电制冷相变散热等多种散热方式有自然散热、风冷、液冷、热电制冷、相变散热等多种，工程中最常用的主要是自然散热、风冷散热和液冷散热。此外，借助相变这种高传热性能的散热方式应用也较多（如热管）热设计工程师需变这种高传热性能的散热方式应用也较多（如热管）。热设计工程师需能根据产品的热特性有针对性地选择最合适的散热方式。热设计基础知识热设计基础知识热设计基础知识热设计基础知识热设计基础知识热设计基础知识热设计基础知识热设计基础知识电子产品热量产生的原因：z工作过程中，功率元件耗散的热量；电子设备周围的工作环境通过导热对流和辐射的形式z电子设备周围的工作环境，通过导热、对流和辐射的形式，将热量传递给电子设备；z电子设备与大气环境产生相对运动时，各种摩擦引起的增温温。热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语z导热系数：表征材料导热性能的参数指标，它表明单位时间、单位面积、负的温度梯度下的导热量单位为/或/℃负的温度梯度下的导热量，单位为W/m·K或W/m·℃；z对流换热系数：反映两种介质间对流换热过程的强弱，表明当流体与固体壁面的温差为1℃时在单位时间通过单位固体换热面积的热量单位为壁面的温差为1℃时，在单位时间通过单位固体换热面积的热量，单位为W/m2·K或W/m2·℃；热阻热量在热流路径上遇到的阻力反映介质或介质间的传热能力的大z热阻：热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W，可分为导热热阻对流热阻辐射热阻及接触热阻四类热阻，对流热阻，辐射热阻及接触热阻四类。z流阻：反映流体流过某一通道时所产生的压力差，单位为帕斯卡；黑度实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比它取决于物体种z黑度：实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比，它取决于物体种类、表面状况、表面温度。热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语z雷诺数Re(Reynlods)：雷诺数反映流体流动时的惯性力与粘性力的相对大小雷诺数是说明流体流态的个相似准则小。雷诺数是说明流体流态的一个相似准则；z格拉晓夫数Gr(Grashof)：反映流体所受的浮升力与粘性力的相对大小，是说明自然对流换热强度的个相似准则G越大表明流体所受的浮升力越说明自然对流换热强度的一个相似准则。Gr越大，表明流体所受的浮升力越大，流体的自然对流能力越强；风扇特性曲线（PQ曲线）指风扇在某固定转速下工作静压差随风量z风扇特性曲线（P-Q曲线）：指风扇在某一固定转速下工作，静压差随风量变化的关系曲线；系统阻力特性曲线指流体流过流道所产生的压力差随流体流量变化的关系z系统阻力特性曲线：指流体流过流道所产生的压力差随流体流量变化的关系曲线，与流量的平方成正比。风扇工作点系统阻力特性曲线与风扇特性曲线的交点就是风机的工作点z风扇工作点：系统阻力特性曲线与风扇特性曲线的交点就是风机的工作点。热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语z温度稳定：当设备处于工作状态时，设备中发热元器件表面温度每小时变化波动范围在±1℃内时，称温度稳定；z设备外部环境温度：设备达到稳定温度时距离设备各主要表面几何中心80mm处空气温度按各表面积的加权平均值；z机柜/箱表面温度：设备达到稳定温度时各主要外表面几何中心点上温度z机柜/箱表面温度：设备达到稳定温度时各主要外表面几何中心点上温度的平均值；温升元器件表面温度与设备外部环境温度的差值用符号Δt表示z温升：元器件表面温度与设备外部环境温度的差值，用符号Δt表示；z表征温度的方式：表征温度的方式有三种：摄氏温度，绝对温度，华氏温度，它们的换算关系如下：TK＝273.15＋Tc，Tc=5(TF-32)/9；热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语热设计的基本概念及术语LaminarFlow层流（流体分子的流线相互平行互不交叉）相互平行，互不交叉）TurbulentFlowTurbulentFlow湍流（流体分子不规则运动）热传递的基本方式热传递的基本方式热传递的基本方式热传递的基本方式热传递的基本方式热传递的基本方式热传递的基本方式热传递的基本方式热量的传递有导热对流换热及辐射换热三种方式在常见的电子热量的传递有导热、对流换热及辐射换热三种方式。在常见的电子产品散热过程中（除太空中运行的电子设备等），这三种方式都有发生。三种传热方式传递的热量分别由以下 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算：Fourier导热公式：Q=λA(TT)/δFourier导热公式：Q=λA(Th-Tc)/δNewton对流换热公式：Q=hA(Th-Tc)辐射Stefan-Boltzmann定律：Q=5.67e-8*εA(Th4-Tc4)其中λ、h、ε分别为导热系数、对流换热系数及物体表面的黑度，其中λ、h、ε分别为导热系数、对流换热系数及物体表面的黑度，A是换热面积。导导热热导导热热Heatsink导导热热导导热热物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观例子的热运动而产生的热量称为导热例如而产生的热量称为导热。例如，固体内部的热量传递和不同固体通过接触面的热量传递都是Heatsource体通过接触面的热量传递都是导热现象。贴散热器的晶体管向散热器传递热量主要就是通过导热。导导热热导导热热导热过程中传递的热量按照Fourier导热定律计算：QλA(TT)/δ导导热热导导热热Q=λA(Th-Tc)/δ其中：A为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2；T与T分别为高温与低温面的温度Th与Tc分别为高温与低温面的温度；δ为两个面之间的距离，单位为m；λ为材料的导热系数单位为W/(m·K）表示了该材料导热能力λ为材料的导热系数，单位为W/(mK），表示了该材料导热能力的大小。一般说，固体的导热系数大于液体，液体的大于气体。例如常温下纯铜的导热系数高达400W/(m·K），纯铝的导热系数约204W/(m·K），下纯铜的导热系数高达400W/(mK），纯铝的导热系数约204W/(mK），水的导热系数为0.6W/(m·K），而空气仅0.025W/(m·K）左右。铝的导热系数高且密度低，所以散热器基本都采用铝合金加工，但在一些大功率元系数高且密度低，所以散热器基本都采用铝合金加工，但在些大功率元器件散热中，为了提升散热性能，常采用铝散热器嵌铜块或者铜散热器。导导热热导导热热导导热热导导热热常用材料的导热系数常用材料的导热系数材料铝合金纯铝防锈铝压铸铝紫铜黄铜铁材料6063纯铝LF21ACD12紫铜黄铜铁导热系数W/(K)1922041509038614027W/(m·K)1922041509038614027材料云母三氧化二铝陶瓷硅脂导热绝缘材料氮化铝陶瓷空气氧化铍材陶瓷材料陶瓷氧导热系数W/(m·K)0.71350.51~43700.03272.1W/(m·K)导导热热导导热热增强导热的主要途径：导导热热导导热热z选用导热系数较大的材料（金属材料）制造热传导零件；最大限度地减少接触热阻（适当增大热传导零件间的接触z最大限度地减少接触热阻（适当增大热传导零件间的接触面积和压力，在两接触面间涂导热硅脂或垫入软金属箔等）；z增大热传导面积；z增大热传导面积；z尽量缩短热传导路径，热传导路径中不应有绝热或隔热元件。对流换热对流换热对流换热对流换热对流换热是指运动着的流体流经温度与之不同的固体表面时与固体对流换热对流换热对流换热对流换热表面之间发生的热量交换过程，这是电子设备中应用最广泛的一种换热方式。根据流动的起因不同，对流换热可以分为强制对流换热和自然对流换热两类。前者是由于泵、风机或其他外部动力源所造成的，而后者通常是由于流体自身温度场的不均匀性造成不均匀的密度场，由此产生的浮升力成为运动的动力。大型柜式设备中通常采用的风扇冷却散热是最典型的强制对流换热。大型柜式设备中通常采用的风扇冷却散热是最典型的强制对流换热在中小功率产品中常采用自然对流换热。自然对流散热分为大空间自然对流（例如设备外壳和外界空气间的换热）和有限空间自然对流（例如对流例如设备外壳和外界气间的换热和有限间自然对流例如设备内的元器件和设备内的空气）。特别地，当设备的外壳与器件的距离小于一定值时，就无法形成自然对流。离小于定值时就无法形成自然对流对流换热对流换热对流换热对流换热对流换热对流换热对流换热对流换热对流换热的热量按照牛顿冷却定律计算：对流换热的热量按照牛顿冷却定律计算：Q=hA(Th-Tc)其中：A为与热量传递方向垂直的面积，单位为m2；A为与热量传递方向垂直的面积，单位为m；Th与Tc分别为固体壁面与流体的温度；h是对流换热系数，自然对流时换热系数在1～10W/(m2·K)量级，实际应用时一般只有3～5W/(m2·K)；强制对流时换热系数在10～100W/(m2·K)量级，实际应用时一般不会超过30W/(m2·K）。对流换热对流换热对流换热对流换热z影响对流换热的因素：对流换热对流换热对流换热对流换热1.流体的物理性质（流体的导热系数、比热容、密度和动力粘度等）；2.换热表面的形状、大小和位置。增强对流散热的主要措施z增强对流散热的主要措施：1.加大温差，降低散热物体周围对流介质的温度；2.加大散热面积，采取有利于对流散热的形状和安装位置；3加大对流介质的流动速度，以带走更多的热量（强迫对流比自3.加大对流介质的流动速度，以带走更多的热量（强迫对流比自然对流的对流换热系数大得多）；4选用有利于增强对流换热的流体作为介质（液体比气体的对流4.选用有利于增强对流换热的流体作为介质（液体比气体的对流换热能力强）。热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射是由于物体的温度高于绝对零度时发出电磁波的过程，两个物体之间通过热辐射传递热量称为辐射换热。物体的辐射量计算公式为：Q=5.67e-8*εA(Th4-Tc4)物体表面之间的热辐射计算是极为复杂的其中最简单的两个面积物体表面之间的热辐射计算是极为复杂的，其中最简单的两个面积相同且正对着的表面间的辐射换热量计算公式为：Q＝A*567e8/(1/ε+1/ε1)*(T4T4)Q＝A*5.67e-8/(1/εh+1/εc-1)*(Th4-Tc4)公式中T指的是物体的绝对温度值＝摄氏温度值＋273.15；ε是表面的黑度或发射率，该值取决于物质种类，表面温度和表面状况，与外界的黑度或发射率，该值取决于物质种类，表面温度和表面状况，与外界条件无关，也与颜色无关。磨光的铝表面的黑度为0.04，氧化的铝表面的黑度为0.3，各种颜色的油漆表面黑度达到0.9，雪的黑度为0.8。由于辐射换热不是线性关系，当环境温度升高时，设备的温度与环境的相同温差条件下会散去更多的热量。热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射典型表面的黑度热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射塑料外壳表面喷漆，PCB表面会涂敷绿油，表面黑度都可以达到0.8以上，这些都有利于辐射散热。对于金属外壳，可以进行一些表面处理来提高黑度，强化散热。对辐射散热一个最大错误认识是认为黑色可以强化热辐射，通常散热器或机壳表面黑色处理也助长了这种认识。实际上物体温度低于1800℃时，有意义的热辐射波长位于0.38~100μm之间，且绝大部分能量位于红外波段0.76~20μm范围内，在可见光波段0.38～0.76μm范围内，热辐射能量比重很小。颜色只与可见光吸收相关，与红外辐射无关。夏天人们穿浅色的衣服，户外设备表面涂白漆均是为了降低太阳光中的可见光辐射吸收因此对室内设备只要其外壳黑度高可以根据需要处见光辐射吸收。因此对室内设备，只要其外壳黑度高，可以根据需要处理成各种颜色（包括白色），对热辐射无影响。热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射在T＜1000K时黑体辐射中可见光的比例连1/1000都不到，只有温度上升到3000K左右时可见光的比例才达到10%以上。下表显示了可见光在物体自身辐射中所占的比例，总体上对大多数实际物体的热辐射也黑体温度K热辐射所占份额，%适用。黑体温度，K可见光，0.38～0.76μm红外线，0.76～1000μm1000＜0.1＞99.914000.1299.88300011.488.5600045.543.0热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射增强热辐射的主要途径：z在零部件或散热器上做提高黑度处理（如涂漆、阳极氧化等），增大其表面黑度，从而增强辐射能力；热敏感元件等），增大其表面黑度，从而增强辐射能力；热敏感元件的表面应做成光亮的表面，减小其表面黑度，从而减小吸收辐射热量收辐射热量；z加大辐射体的表面积；加大辐射体的表面积；z增大发热物体与环境的温差，如设法降低设备周围的温度，可明显增大热辐射量。热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析Fourier导热公式：Q=λA(Th-Tc)/δQ=(Th－Tc)/[δ/(λA)]Nt对流换热公式QhA(TT)Q(TT)/(1/hA)Newton对流换热公式：Q=hA(Th-Tc)Q=(Th-Tc)/(1/hA)热量传递过程中，温度差是过程的动力，好象电学中的电压，换热量是被传递的量，好像电学中的电流，因而上式中的分母可以用电学中的电阻概念来理解成导热过程的阻力，称为热阻（thermalresistance），单位为℃/W其物理意义就是传递1W的热量需要多少度温差在热设计单位为℃/W,其物理意义就是传递1W的热量需要多少度温差。在热设计中将热阻标记为R或θ。δ/(λA)是导热热阻，1/hA是对流换热热阻。器件的资料中一般都会提供器件的Rjc和Rja热阻Rjc是器件的结到壳的导热的资料中一般都会提供器件的Rjc和Rja热阻，Rjc是器件的结到壳的导热热阻；Rja是器件的结到壳导热热阻和壳与外界环境的对流换热热阻之和。这些热阻参数可以根据实验测试获得，也可以根据详细的器件内部结构这些热阻参数可以根据实验测试获得，也可以根据详细的器件内部结构计算得到。根据这些热阻参数和器件的热耗，就可以计算得到器件的结温。热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热阻的串联与并联：等效于电路的串联与并联。串联的热阻为各部分热阻之和。并联的热阻的倒数等于各部分热阻的倒数之和。热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析热电模拟与热路分析典型案例R=R=R+RRthc-aRthj-cRtotal=Rthj-a=Rthj-c+Rthc-aSinglechipmodelRthj-a=Rthj-c+Rthc-aRtotalSinglechipPCBAmodelRthj-p-a=Rthj-p+Rthp-aSinglechipPCBAmodel热设计的基本要求和一般设计准则热设计的基本要求和一般设计准则热设计的基本要求和一般设计准则热设计的基本要求和一般设计准则热设计的基本要求和般设计准则热设计的基本要求和般设计准则热设计的基本要求和般设计准则热设计的基本要求和般设计准则热设计的基本要求：z热设计应满足设备可靠性的要求。应根据所要求的设备可靠性和分配给每个元器件的失效率，利用元器件应力分析预计法，确定元器件的最高允许工作温度和功耗。z热设计应满足设备预期工作的热环境的要求如必须满足环境z热设计应满足设备预期工作的热环境的要求。如必须满足环境温度和压力（或高度）的极限值或变化率等；z热设计应满足对冷却系统的限制要求。如对强迫冷却设备的振动和噪声的限制等；z热设计应符合与其相关的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 、规范规定的要求。冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则常用冷却方法的面积功率密度自然冷却强迫空气0.040.08(最大)最大最大160W/cm2(强迫液体冷却，大温差)直接液体冷却蒸发冷却冷却0.611.22(强迫液体冷却，大温差)00.8(最大800W/cm2，大温差)1.6冷却方法热流密度（W/cm2）冷却方法热流密度（W/cm2）自然对流0.08强迫风冷0.3空气冷却板1.6液体对流冷却30液体冷却板160液体冷却板160蒸发冷却770冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则常用冷却方法的体积功率密度自然散热0.009自然散热金属导热最大0.30.122强迫风冷0.425直接液冷0.61蒸发冷却1.22体积功率密度(W/cm3)冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则在所有的冷却方法中应优先考虑自然冷却，因为自然冷在所有的冷却方法中应优先考虑自然冷却因为自然冷却不仅成本低，而且可靠性高。只有在自然冷却无法满足散热要求时，才考虑其它冷却。当冷却表面的热流密度为0.024-0.039W/cm2，采用自然当冷却表面的热流密度为0.0240.039W/cm，采用自然对流，上限适用于通风条件较差的情况，下限适用于通风条件较畅的场合。当冷却表面的热流密度为0078W/cm2，采用强迫风冷当冷却表面的热流密度为0.078W/cm，采用强迫风冷。冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则z设备内部的散热方法应使发热元器件与被冷却表面或散热器之间有一条低热阻的传热路径。z大多数小型电子元器件最好采用自然冷却方法。自然对流冷却表面的最大热流密度为0.039W/cm2。有些高温元器件的热流密度可高达0.078W/cm2。z强迫空气冷却是一种较好的冷却方法。若电子元器件之间的空间有利于空气流动或可以安装散热器时，就可以采用强迫空气冷却于空气流动或可以安装散热器时，就可以采用强迫空气冷却。z直接液体冷却适用于体积功率密度较高的元器件或设备。直接液体冷却要求冷却剂与元器件相容其典型热阻为每平方厘米125℃/W直却要求冷却剂与元器件相容，其典型热阻为每平方厘米1.25℃/W。直接强迫液体冷却的热阻为每平方厘米0.03℃/W。冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则冷却方法的选择准则z直接沸腾冷却适用于体积功率密度很高的设备或元器件，其热阻值为每平方厘米0.006℃/W。z热电致冷是一种产生负热阻的致冷技术。热电制冷的优点是不需要外界动力、且可靠性高；缺点是重量大、效率低。z热管是一种传热效率很高的传热器件，其传热性能比相同的金属导热z热管是种传热效率很高的传热器件，其传热性能比相同的金属导热要高几十倍，且两端的温差很小。应用热管时，主要问题是如何减小热管两端接触界面上的热阻。热管两端接触界面上的热阻。功率器件选型准则功率器件选型准则功率器件选型准则功率器件选型准则功率器件选型准则功率器件选型准则功率器件选型准则功率器件选型准则z在其它性能参数相同的情况下，应优先选用允许结温Tj高的功率器件（根据供应商手册提供的数据进行筛选）；在其它性能参数相同的情况下应优先选用结壳热阻Rjc较小其它性能参数相同的情况下，应优先选用结壳热阻Rjc较小的功率器件(根据供应商手册提供的数据进行筛选）。z在其它性能参数相同的情况下，应优先选用传热面较大的功率器件(根据供应商手册提供的数据进行筛选），以减小功率器件(根据供应商手册提供的数据进行筛选），以减小功率器件与散热器间的接触热阻Rcs。z在其他性能参数相同的情况下，应优先选用绝缘等级较高的磁性器件。的磁性器件单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则z加散热铜箔和采用大面积电源/地铜箔，以加大PCB的散热面积。单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则z增大散热面积及增强对流。对大功率元件可加散热器，整机可用风扇等措施。风扇R散热器Rthc-aRthj-c单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则zPCB上设置热过孔。热过孔设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 一般为：孔径10～12mil，孔中心间距30～40mil，也可以根据器件的热耗水平和温度控制要求对过孔数量进行优化可以根据器件的热耗水平和温度控制要求对过孔数量进行优化。单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则元器件布局原则：z应将不耐热的元件(如电解电容器)放在靠近进风口的位置，而将本身发热而又耐热的元件(如电阻变压器等)放在靠近而将本身发热而又耐热的元件(如电阻,变压器等)放在靠近出风口的位置。z应将功率大、发热量大的元器件放在出风口的位置。z当元器件的发热密度超过0.6W/cm3，单靠元器件的引脚及元器件本身已不足以充分散热，应考虑采用增加散热器或风扇等措施。单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则元器件间距设计原则：d/L=0.25dmin=2.5mm热表面dd热表面热表面热表面冷表面LLd/D=0.7d(a)d/D=0.85d/D=0.65(b)Ddd热表面热表面热表面冷表面冷表面冷表面DD(c)(d)(e)冷表面冷表面D单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则元器件安装原则：应尽量减少元器件壳与散热器表面间的接触热阻z尽可能采用导热板或散热块把元器件的热量引到散热器表面，而元器件直接贴在散热器表面则是最经济、最可靠、最有效的散热措施。z为了改善器件与散热器接触面的状况，应在接触面涂导热介质，常用的导热介质有导热脂导热胶等。对器件须与散热器绝缘的情况，采的导热介质有导热脂、导热胶等。对器件须与散热器绝缘的情况，采用的绝缘材料应同时具有良好的导热性能。把器件装配在散热器上时应严格按照规格书中提供的安装压力或力z把器件装配在散热器上时，应严格按照规格书中提供的安装压力或力矩进行装配，压力不足会使接触热阻增加，压力过大会损坏器件。z当利用接触界面导热时，采用下列措施使接触热阻减到最小：尽可能增大接触面积；确保接触表面平滑；利用软材料接触。扭紧所有螺栓以加大接触压力(注意不应残留过大应力)。利用合理的紧固件设计来保证接触压力均匀。单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则自然冷却风道的设计原则：z功能单元(模块)布局应考虑机柜的风道设计要求,对直齿型散热器应保证散热器的齿槽垂直于水平面有利于形型散热器,应保证散热器的齿槽垂直于水平面,有利于形成“烟囱”效应。z元件应纵向排列,尽量让元器件的长边与空气上升的方向平行行。z机箱内元器件布置应较稀疏，有利于空气流通。z进出风口的高度差尽可能大。单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则单板级热设计准则强迫风冷风道的设计原则：z对发热分布均匀的设备，元器件的间距应均匀，以使风均匀流过每一个发热源；z如果发热分布不均匀，在发热量大的区域元器件应稀疏排列，而发热量小的区域元器件布局应稍密些，或加导流条，以使风能有效的流到量小的区域元器件布局应稍密些，或加导流条，以使风能有效的流到关键发热器件；如果风扇同时冷却散热器及模块内部的其它发热器件应在模块内部z如果风扇同时冷却散热器及模块内部的其它发热器件，应在模块内部采用阻流方法，使大部分的风量流入散热器。z进风口的结构设计原则：一方面尽量使其对气流的阻力最小，另一方面要考虑防尘，需综合考虑二者的影响。系统级热设计准则系统级热设计准则系统级热设计准则系统级热设计准则系统级热设计准则系统级热设计准则系统级热设计准则系统级热设计准则z自然散热条件下，对设备内有多块PCB板时，应与进风方向平行并列安装，每块PCB板间的间距应大于30mm，以利于对流散热；对强迫风冷条件下PCB板的间距可以适利于对流散热；对强迫风冷条件下，PCB板的间距可以适当减小，但必须符合安规要求。z尽可能采用直风道，直风道加工容易，且局部阻力小。风道的截面尺寸最好和风扇的出口致以避免因变换截z风道的截面尺寸最好和风扇的出口一致，以避免因变换截面而增加阻力损失，截面形状可为圆形，也可以是正方形或长方形。热设计材料热设计材料热设计材料热设计材料热设计材料热设计材料热设计材料热设计材料散热器导热界面材料风扇散热器散热器、风扇以及导热界面材料是热设计工程师最关注的物料。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器即为散热扩展面热阻表征其散热性能的优劣散热器即为一散热扩展面，热阻表征其散热性能的优劣。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则工程最常用程最常用散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则提高散热器散热性能的措施：z提高散热器的表面积。提高表面积就是要在相同空间内适当增大散热面积，新工艺散热器不断降低翅片厚度，提高翅片密度也主要是基于这方面考虑。z提高对流换热系数。就提高换热系数而言，可以提高散热器表面流速z提高对流换热系数。就提高换热系数而言，可以提高散热器表面流速，被动散热就是加大系统风速，主动散热就要提高板级风扇的流量。提高散热器表面黑度通过提高散热器表面黑度来强化辐射散热常z提高散热器表面黑度。通过提高散热器表面黑度来强化辐射散热，常用方法是表面做涂漆、喷沙提高粗糙度、阳极氧化等措施。提高散热器表面黑度对自然散热有明显的改善效果（对表面温度达90100℃器表面黑度对自然散热有明显的改善效果（对表面温度达90～100℃，表面无特殊处理的散热器，表面黑度提高到0.85以上可降低温度约10℃）提高黑度对强迫风冷基本没有效果般风冷散热器表面不10℃），提高黑度对强迫风冷基本没有效果，一般风冷散热器表面不做特殊处理。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则自然散热条件下散热器的布置方式非常重要。下图显示了自然散热设备散热器的几种典型布置方式及优劣选择。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则：z应尽量选用高导热系数的材料制作散热器。如挤型散热器一般选用Al6063-T5材料，导热系数可达180W/m·k；机加散热器可选择Al6061，其导热系数约150W/m·k；对一些具有高热流密度的功耗器件，可考虑使用铜散热器或铜铝结合散热器。z散热器与功率器件贴合面要求有较高的表面粗糙度，一般安装器件的表面粗糙度Ra≤16。表面粗糙度Ra≤1.6。z强迫风冷条件下，散热器表面应加波纹齿，波纹齿高为0.3-0.5mm，宽为051以增加对流换热面积自然散热条件下散热器加波纹为0.5-1mm，以增加对流换热面积；自然散热条件下，散热器加波纹齿对散热无明显改善作用。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则z应保证散热器具有一定的基板厚度，推荐5-10mm之间；而对工作在间歇方式下的散热器，基板的大小应充分考虑散热器的瞬态热阻，具体情况具体设计。z若只安装一个器件在散热器的中央，散热器的长度应为截面宽度的1.5-2倍。z当散热器流向长度大于300mm以上，应把散热器的肋片从中间断开，以增加流体扰动，提高对流换热系数。以增加流体扰动，提高对流换热系数。z自然对流条件下，散热器的最优齿间距为10～12mm。过小的齿间距将导致热边界层相互交叉过大的齿间距将导致散热面积小都不可将导致热边界层相互交叉，过大的齿间距将导致散热面积小，都不可取。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则z当齿高超过一定值后，散热量将不再增加。此后再增大齿高徒增散热器重量，而且造成材料浪费。最大齿高要求：3H≤其中，h是对流换热系数，k为散热齿材料的导热系数，m2hmkt=T_fin=T_airh是对流换热系数，k为散热齿材料的导热系数，t为翅片厚度。Lowefficiencyforcedair-cooling,mediumspeedfinthicknesst=0.7mm100120070,80,91apparentcoolingarea20406080finarea,mm20,20,30,40,50,60,7finefficiencyeffectivecoolingareaFinefficiency0200102030405060Finheight,mm00,1散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则热管散热器的应用：z热管是综合利用了沸腾、凝结两种相变换热以及毛细作用而形成的有特别高导热系数的传热元件。z热管的主要作用是传热而不是散热，热管主要有两大应用：一种是把热量从一处传递到另外一处散发；另外一种是用于大散热器基板的均热量从处传递到另外处散发；另外种是用于大散热器基板的均热。散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则散热器的设计原则z若热管设计不当，导致热流密度超过其传热极限，会造成严重后果：在汽化核心处生成汽泡，毛细芯的蒸汽逸出受阻，汽液流动被堵塞，管芯烧干。风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则z风扇是强迫风冷设备中的关键物料。z风量设计方法：在一个热平衡系统中，冷却空气带走的热量必然等于系统发热量，即：在个热平衡系统中，冷却空气带走的热量必然等于系统发热量，即：其中Q为系统发热量单位为W；ppQcmTcVTρ=Δ=Δ其中，Q为系统发热量，单位为W；Cp为冷却空气定压比热容，单位为J/(Kg·K)；为冷却空气密度单位为K/3ρ为冷却空气密度，单位为Kg/m3；V为冷却空气体积流量，单位为m3/s；为冷却空气进出系统的温升单位为ΔT为冷却空气进出系统的温升,单位为K。风扇的最大风量为系统所需冷却风量的1.5～2倍。风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的种类z按外形分，有轴流风扇和离心风扇、混流风扇三类。轴流风扇的风量大，风压小，噪音小；离心风扇风量小，风压高，一般适用于阻力较大的发热元器件或机柜冷却；混流风扇在电子产品中应用并不广泛。z按轴承类别分：有滚珠轴承及含油轴承两种。由于含油轴承的使用寿z按轴承类别分：有滚珠轴承及含油轴承两种。由于含油轴承的使用寿命比滚珠轴承低的多，一般电子设备均采用滚珠轴承（TwoBall）。按供电方式分直流风扇与交流风扇两类z按供电方式分：直流风扇与交流风扇两类。风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的特性曲线及风扇工作点风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的送风方式选择z优先采用吹风方式。吹风方式的优点：1.风量相对较集中，可以以较大的风速针对局部区域进行集中冷却；2.风扇工作温度较低，提高风扇的使用寿命；3.设备内部为正压，迫使灰尘不能够在机箱内聚积，而通过出风口或缝隙3.设备内部为正压，迫使灰尘不能够在机箱内聚积，而通过出风口或缝隙流出，对设备防尘有利。z在以下情况应选择抽风方式：z在以下情况应选择抽风方式：1.设备内部热量分散，要求各部分送风比较均匀；2进风口无法安装风扇2.进风口无法安装风扇；3.不希望风扇马达加热空气而对后面的元器件产生影响；4.不希望热风吹到客户。风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的串并联流量：Q=Q1=Q2静压：P=P1+P2流量：Q=Q1+Q2静压：P=P1=P2静压：P=P1+P2静压：风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则海拔高度对风扇性能有显著影响风扇特性曲线（即P-Q曲线）并不是一成不变的，它随空气密度的变化而变化。由于体积流量只与风扇的转速成正比，所以体积流量不受大气压变化的影响，空气密度的改变不影响体积流量。的影响气密度的改变不影响体积流量但是，由于压力正比于空气的密度，所以压力会随大气压的减小而逐渐降低。渐降低。(P0)altitude=(P0)SeaLevel(ρaltitude/ρSeaLevel)风扇供应商提供的规格书中PQ曲线是在常温常压环境（1个大气压风扇供应商提供的规格书中，P-Q曲线是在常温常压环境（1个大气压，25℃）测得的。风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则海拔高度对风扇性能有显著影响海拔高度对风扇特性曲线的影响海拔高度对系统流阻特性的影响海拔高度对风扇特性曲线的影响海拔高度对系统流阻特性的影响在进行电子产品高海拔散热设计时必须考虑此影响！在进行电子产品高海拔散热设计时，必须考虑此影响！风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的设计方法及选型原则风扇的安装原则：z大损耗的元器件应靠近出风口；z系统进风口或出风口面积大于风扇的通风面积；z保证空气流通并能够以较大的风速流过较热的区域；z温度敏感的元器件或耐温较低的元器件应尽量靠近风扇入风口；z温度敏感的元器件或耐温较低的元器件应尽量靠近风扇入风口；z尽量选用空隙率较大的防尘网以减小阻力；风扇工作点应避免落在PQ曲线拐弯区z风扇工作点应避免落在P-Q曲线拐弯区；z对吹风方式，为了避免风扇的SWIRL的影响，风扇与最近的障碍物间至少保证个风扇的距离一个风扇的距离；z风扇的进出风口最好与阻挡物有40mm的距离，如果有空间限制，也应至少保留个风扇的厚度留一个风扇的厚度。导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则z使用导热界面材料的意义两个名义上相接触的固体表面，实际上接触仅发生在一些离散的面积元上。在未接触的界面之间的间隙中常充满了空气，热量将以导热和辐射的形式穿过该间隙层，与理想中真正完全接触相比，这种附加的热传递阻力称为接触热阻。降低接触热阻的方法主要是增加接触压力和增加界面材料以填充界面之间的空气。导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则z导热界面材料分类金属材料，如Sn/Pb焊料等导热（硅）脂类导热（硅）脂类导热硅橡胶类，如导热垫片等胶水类导热粘性模（带）类相变导热材料类混合物类（compounds）p等等导热绝缘垫片（无弹性）等等……导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则z影响导热界面材料热性能的因素影响导热界面材料热性能的因素主要有材料的导热系数材料厚度接触压力材料润湿性等材料的导热系数、材料厚度、接触压力、材料润湿性等。材料的导热系数越高，厚度越薄，则其自身的热阻越小。接触压力越大，材料润湿性越好，则导热界面材料填充空气间隙的性能越优良，接触热阻越低。越优良，接触热阻越低。导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则导热界面材料的种类及选型原则z导热界面材料的选择与应用选择材料前，先计算允许的热阻值，再根据允许的热阻值从供应商的技术资料中进行选择。材料允许的热阻计算如下：［Rth］=△T/P其中：［Rth］－导热绝缘材料的许用热阻，℃/W；△元器件与散热器间允许的温升℃△T－元器件与散热器间允许的温升，℃；P－元器件的损耗，W然后从供应商提供的样本中初选种材料查出其热阻特性值Z然后从供应商提供的样本中初选一种材料，查出其热阻特性值Zth。根据应用条件(主要指器件的封装尺寸)确定材料的外形尺寸。计算出导热界面材料的面积F计算出导热界面材料的面积F。确定规定尺寸下材料的热阻R=Z/FRth=Zth/F如果Rth≤［Rth］,则符合热设计要求，否则重新选择材料，重复以上步骤热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证z温度测试1.设备内部环境温度；2.机箱表面温升（自然对流换热时测量）；3.关键元器件和发热元器件的表面温升；4.散热器和冷板的热点温升；4.散热器和冷板的热点温升；5.冷却空气入口温度与出口温升。风速测试z风速测试1.风道入口空气流速；2.风道出口空气流速；3.主要发热元器件附近的风速；热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证z压力测试1.静压；2.动压；3.总压。般只需测试出其中的两种第三种可通过下面的公式计算一般只需测试出其中的两种，第三种可通过下面的公式计算：总压＝静压＋动压动压：相对于流动速度的压力，是流体动能的一种量度。静压：存在于流体中的压缩压力是流体位能的一种量度静压存在于静止静压：存在于流体中的压缩压力，是流体位能的种量度。静压存在于静止或运动的流体中，它能够使流体流动，并使它克服阻力。总压是静压与动压之和是流体总能量的种量度总压：是静压与动压之和，是流体总能量的一种量度。热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证z温度测试温度测试是验证热设计成败的最重要的手段。温度测量仪器包括热电偶、温度计、示温漆和示温蜡、电阻温度计、热敏电阻、光学温度计、红外温度计等。工程上精确测温一般用热电偶，定性粗测温度一般用红外温度计。热电偶偶分度度表热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证z温度测试通常采用熔焊的方法把热电偶的两端焊接在一起，采用铰接的方式较焊接有1～2℃误差，因此不建议铰接热电偶。热电偶采用导热胶粘接粘贴在被测表面，为了保证测试结果的精度，热电偶探头固定在测温表面上时，必须将一段热电偶导线沿测温表面的等温线布置，这样可以消除热电偶导线本身导热而导致的测量误差。热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证热设计验证z风速测试风速测试通常采用翼型风速计或热线风速仪。翼型风速计：翼型风速计是由装在一个轴上的许多叶片组成的。它翼型风速计：翼型风速计是由装在个轴上的许多叶片组成的。它通过齿轮传动机构或信号发生器与某个经过校准的装置耦合。气流的力量使叶片转动其转速与气流速度成正比其测试精度为01m/s使叶片转动，其转速与气流速度成正比，其测试精度为0.1m/s。热线风速仪：是由电流加热的一小段细铂丝组成，铂丝电阻是其温度的函数。铂丝周围的气流使铂丝冷却，因而改变了它的电阻值。如果使铂丝上的电压或流过铂丝的电流保持在一定值，则电压或电流的变化就分别成为流经铂丝气流速度的函数，其测试精度达到0.