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211、985硕士，职场15年+
从事结构设计、热设计、售前、产品设计、项目管理等工作，涉足消费电子、新能源、医疗设备、制药信息化、核工业等领域
涵盖新能源车载与非车载系统、医疗设备软硬件、智能工厂等业务，带领团队进行多个0-1的产品开发，并推广到多个企业客户现场落地实施。
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本期给大家带来的是关于风道优化设计指南研究内容，希望对大家有帮助。
之前公众号有文章介绍了风扇的基础知识，包含系统所需风量的预估计算，风扇选型等内容，感兴趣的可查看以下链接。
新能源4kW_AC-DC充电机全栈设计解密：结构×热管理×材料选型×仿真验证×报告输出
电子产品中风扇的基础知识：构造、仿真参数、串并联、噪音与选型建议（纯干货建议小白收藏！）
按照之前的设计思路，基本上都需要多个版本的迭代设计，才能把热设计方案做的比较完善。
电子产品风冷热设计方案中，风道的设计非常重要。
结合某大厂热设计规范文档，以及个人项目经验，汇总整理。以下是风道设计的一些基本原则：
尽量采用直通风道，避免气流的转弯。
在气流急剧转弯区域，用导风板使气流逐渐转向，压力损失达到最小；
尽量避免骤然扩展和骤然收缩；
进出风口尽量远离，防止气流短路；
机柜面板、侧板、后板无特别要求一般不开通风孔，防止气流短路；
采用独立风道，系统内部上下游分开散热；
避免在回流区和低速区产生热点；
并联风道应根据各风道散热量的要求分配风量，避免风阻不合理布局；
要避免风道的高低压区的短路。
以下是一些典型的风道
对于风道1：最简单的鼓风风道，由机柜底部进风，可由机柜顶部出风。如果要求防滴落，可在顶部加盖板，侧出风，或顶部安装金属丝网。
靠近风扇的插框换热效果最佳，由于风道必然存在漏风，而且离风扇较远处流场分布已较均匀，所以上插框的风速相对较低，换热比较弱，而且下面插框的热量将带入上插框。由于机柜内为正压，灰尘不会从缝隙进入机柜。
对于风道2：最简单的抽风风道，由机柜底部进风。流场分布均匀，各插框换热强度相差不大。
但如果风道中有较大的缝隙，如拉手条间的间隙，则会形成气流部分短路，下面插框的通风量将大大降低。下面插框的热量依然被带入上面的插框。机柜内为负压，灰尘将通过缝隙进入机柜。
还有很多类型的风道，这里不赘述，原文件我已放到云盘知识库。感兴趣的关注公众号，发送“热设计规范”，即可获取。
下面结合之前提到过的非车载4KW AC-DC充电机风冷散热设计项目，为大家讲解以下五点原则。
原则一.弱化热级联
即空气流过发热体后，会把热量带到下游区域，会影响下游区域元器件的温度，即使其本身功耗很低，但因为受到上游热空气影响，其温度也会升高。
把原先的直来直去的风道方式改成了上图的两侧进风，正面出风方式，搭配元器件布局完善，效果很明显。
原则二:热敏器件置于冷风口
冷风进入系统后会迅速被器件加热，因本身温度升高，故其冷却能力降低。
进风口处放置温度要求最严格或散热风险最高的器件。如下图所示，我们将热敏感元器件，电容等放置在冷风口。
原则三：导向高发热区，避免风量浪费
风扇驱动提供的风量是有限的，应当将空气导向散热风险更大的区域，避免风量浪费。
如下图所示，4KW项目中在散热器聚集的中间区域，施加导风罩，进一步将空气导流到高发热区域。
原则四：合适区域开孔降风阻、改变风流方向
上述原则三图所示，导风罩的施加实际上是通过增大低发热区的风阻，空气被“逼”入高发热区。
从另一个角度出发，我们在两侧、正面通过加大高发热区空气流通路径上的开孔、移除挡风部件等措施降低流动风阻来主动”吸“入更多风量，如下图所示，但因为其防尘防水的需要，所以加了些过滤棉，其对整个散热也会有影响。
原则五：规避热风回流
冷风进入系统后会迅速被器件加热，温度迅速升高，故其冷却能力降低。此时如果因为风道设计问题，导致热风回流，就会造成内部热量堆积，系统整体散热效率降低。
对于热风回流、风道短路等是在风冷散热方案设计中，风道规划设计时需要关注的重点方向。
今天的分享就到这里，最近出了一套关于储能设备热设计的教程，包含源文件、结构三维模型等内容，21课时，总共120分钟+的全流程实操讲解。复制下方链接到浏览器即可观看。
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