散热您的PCB：被动PCB散热技术概述

你有没有热到以为自己会像冰棍一样融化？在SoCal这里，夏天真的很热，让我希望自己有几个冰棒。下班回家后，我喜欢开大空调，假装自己住在冰屋里。然而，除了在热浪中沸腾，看着所有的钱在冷却账单中蒸发掉更糟糕。其他人对冷却PCB采取不同的方法；他们使用几何形状或热交换器来被动冷却他们的房子。

每当我看到一个丑陋的几何穹顶房子时，我可能会笑，但房主们却能保持凉爽和保住他们的钱。PCB冷却就像冷却你的房子一样令人烦恼。热量缓解系统消耗电力并占用太多空间。幸运的是，PCB也可以从被动冷却中受益。一些主要的无动力冷却技术包括自然对流、热扩散器和热交换器。甚至在未来几年内，可能会出现一种开创性的滴液冷却PCB技术。

被动冷却的好处

通常，我更喜欢使用像空调这样的冷却技术，而不是像大量出汗这样的被动技术。冷却PCB的问题在于，它们通常会消耗太多的电力和占用太多的空间。

电力使用总是似乎悄无声息地增加。我从未意识到我已经在冷却我的房子上花费了几百美元，直到我收到账单。电路中也发生了同样的事情。主要的集成电路已经消耗了大量的瓦特，所以如果你安装了一个低功率的风扇又有谁在乎呢？嗯，如果你的应用是低功耗的，额外的电力消耗可能意味着电池寿命大大缩短。

一些设计师有使用尽可能多的空间的特权。不幸的是，我不是他们中的一员。在我大多数项目中，空间是一种宝贵的资源。这意呀着我需要尽量减少占用空间的冷却组件，如风扇，以便为电路腾出空间。

被动冷却系统使用自然现象来冷却电路板，这意味着它们不需要额外的电力就能工作。它们通常也比系统更小，尽管这取决于你选择的设计。

散热器看起来很酷，也会帮助你的PCB保持凉爽。

被动冷却系统

当然，除了我在这里提到的几种之外，还有其他一些冷却PCB的技术。然而，这些是一些最为有效的方案。

• 自然对流/PCB散热器 - 自然对流正如其名。虽然你不一定非得使用散热器来利用这一点，但它们非常适合这样做。当正确布置时，散热器可以利用自然气流来散热，而不消耗电力。如果你想设计最佳的PCB散热器，你需要进行一些计算以获得高效的气流并最小化边界层。这个解决方案非常简单，但比其他被动散热方式占用更多空间。

• 导热与辐射/热扩散器 - 当对流涉及到流体中的热传递时，辐射和导热则处理固体。热扩散器通常不是你热阻管理的主干，而是对其进行增强。基本上，任何金属片都可以作为热扩散器，因为它会导导热能。为了最好地利用导热和辐射，你应该尝试将尽可能多的热量直接传导到板子的外层，那里可以更有效地进行辐射。你可以使用热通孔来导热，而不是电，到多层板的外部。大的电源和地面平面也将有助于散热，因为更大的区域将更有效地辐射热量。

• 热交换器 - 热交换器常用于传统的空调单元中。它们利用制冷剂和蒸发/冷凝循环将热量从一个区域转移到另一个区域。在PCB中，有两种主要类型的热交换器：热管和冷板。这两者的主要区别在于形状因素；热管是细长的，而冷板则是宽阔的。这种系统可以非常小，并且能高效地转移热量。由于它是一个封闭系统，没有机械部件，因此故障的几率也很低。 

• 滴液冷却 - 这种实验性的冷却方式涉及到与热交换器中相同的过程。主要区别在于，热交换器中的流体在水平方向上行进相对较长的距离，而在这里，流体在垂直方向上行进的距离较短。这个系统的好处是它能自动响应可能在集成电路（ICs）中形成的热点。此外，它可以像散热片一样传导和辐射热能以进行功率耗散，但效果更佳，因为它能在水平和垂直方向上进行传导。

这就是当你没有任何冷却方式时会发生的情况。 

我可能帮不了你消暑，但这些技巧会帮你的电路板降温。所有这些被动散热过程都将节省你的电路功率，并且通常比一个系统使用的空间更少。如果功率和空间对你来说是重大关注点，尝试使用这些系统之一。

被动PCB冷却技术在PCB设计中是标准操作，需要包含在许多组件中。当你需要放置散热器、额外的铜或其他被动冷却方法时，使用Altium Designer中的世界级PCB设计和布局功能。用户可以利用单一集成的设计平台，拥有电路设计和PCB布局功能，用于创建可制造的电路板。当你完成设计，并想将文件发布给制造商时，Altium 365平台使得合作和分享项目变得简单。

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