车载影音系统散热问题！

U8smUGS1

各位好！关于车载CD散热问题，主要是散热片的设计：
+ p5 Z0 v) O7 y3 Q# Y9 `7 P# R另外还有个问题需要向大家讨论，就是散热片及钣金的黑度对散热的影响到底有多大？一般黑色钣金都是有什么材料及表面处理？
5 Y, R0 R5 r% R4 f9 b& x" R6 R7 @

8 c6 c9 [6 ]! X散熱片的設計的一般原則
$ t5 v3 _# J4 ]6 C* ^1. 包絡體積 以散熱片的設計而言，這裡介紹一個簡易的方法，也就是包絡
" \# f* S" Y$ H  {' y體積的觀念，所謂包絡體積是指散熱片所佔的體積，如果發熱功率大，
2 ?/ p2 J9 Z  F. l所需的散熱片體積就比較大。散熱片的設計可就包絡體積做初步的設
計，然後再就散熱片的細部如鰭片及底部尺寸做詳細設計。發熱瓦數和
) y; Z7 G, U$ G! I+ F& Y包絡體基的關係如下式所示。
LogV=1.4xlogW-0.8(Min 1.5cm3)
圖四 包絡體積示意圖
# N0 Q+ Y8 P$ J: V- B圖五 包絡體積和輸入功率的關係
2. 散熱片底部厚度：要使得散熱片效率增加，散熱片底部厚度有很大的影
響，散熱片底部必須夠厚才能使足夠的熱能順利的傳到所有的鰭片，使
得所有鰭片有最好的利用效率。然而太厚的底部除了浪費材料，也會造
! y  V* V" E+ D+ ]2 w成熱的累積反而使熱傳能力降低。良好的底部厚度設計必須由熱源部分
  ~7 M1 e. m2 |# t( S3 c厚而向邊緣部份變薄，如此可使散熱片由熱源部份吸收足夠的熱向周圍
; f# i; _5 ^9 w  z5 ~* j! x較薄的部份迅速傳遞。散熱瓦數和底部厚度的關係如下式所示：
t=7xlogW-6 (min 2mm)
圖六 底部之厚度關係
此處肉厚重要
* k  J& U; r4 {9 x2 t9 L' h* D熱源
% S$ b8 N0 V; u( s* x# ]向遠處底部肉厚減少
圖七 底部厚度和輸入功率的關係
3. 鰭片形狀：
2 M/ l- x" d7 Z1 d" P$ V散熱片內部的熱藉由對流及輻射散熱，而對流部分所佔的比例非常
: f! w( m( H! P( g高，對流的產生
- x- F4 v% h$ B# Q) \5 ?. o) d（1） 鰭片間格 在散熱片壁面會因為表面的溫度變化而產生自然對流，造
成壁面的空氣層（邊界層）流，空氣層的厚度約2mm，鰭片間格需在
) ~9 m- }% g' R) i1 G2 f4mm 以上才能確保自然對流順利。但是卻會造成鰭片數目減少而減少
散熱片面積。
' H% l! c* B( f鰭片間格變狹窄-自然對流發生減低，降低散熱效率。
鰭片間格變大-鰭片變少，表面積減少。
（2） 鰭片角度 鰭片角度約三度。
1 X9 m6 A7 q' ]% q  k圖八 鰭片形狀
! S0 c/ R' ^9 T2 x# T" e% QT(mm) 2~4 4~6 6~8 8~10 10 以上
t(mm) 1.5 2 2.5 3 4
4 ^9 o$ w7 G7 `3 @# X1 s* ]/ Lh(mm) 6 以上8 以上8 以上10 以上10 以上
表三 鰭片形狀參考值
4以上t
6 q$ J2 v4 R* ^  N30
h T
（3） 鰭片厚度 當鰭片的形狀固定，厚度及高度的平衡變得很重要，特別
& f4 b3 a( ~0 T( a8 V' ^是鰭片厚度薄高的情況，會造成前端傳熱的困難，使得散熱片即使體
0 I! C: V. {/ ^6 F3 x  [積增加也無法增加效率。散熱片變短時，增加表面積會增加散熱效
率，但也會使散熱片的體積減少而造成的缺點（熱容量減少）因而產
生。因此鰭片長度需保持一定才能產生效果。
鰭片變薄-鰭片傳熱到頂端能力變弱
鰭片變厚-鰭片數目減少（表面積減少）
鰭片增高-鰭片傳到頂端能力變弱（體積效率變弱）
  {; X1 J- z3 X0 D鰭片變短-表面積減少
/ a& x) c2 c3 \# R/ d9 s9 i4. 散熱片表面處理：
1 }, Z1 f6 M7 |2 f; _0 m散熱片表面做耐酸鋁（Alumite）或陽極處理可以增加輻射性能而
增加散熱片的散熱效能，一般而言，和顏色是白色或黑色關係不大。
表面突起的處理可增加散熱面積，但是在自然對流的場合，反而可能
, _0 T5 P9 T( p+ @% V造成空氣層的阻礙，降低效率。
上述之設計方式僅供散熱片設計之參考，實際散熱片設計時還需考慮與元
件以及環境的配合，尤其是高效能散熱片的設計需配合實驗量測驗證以及CFD
' w" F7 A. `- o- t5 Z. y0 T8 j的分析模擬。