热管理：保障设备高效运行的关键技术

发表时间：2025-05-08 09:34作者：杰创测控

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在现代科技领域，从电子设备到工业系统，从电动汽车到航空航天，热管理都扮演着至关重要的角色。其核心目标是通过精确控制温度，避免器件过热导致性能下降或寿命缩短。

热阻与散热效率

热阻（Rth）是衡量散热性能的核心参数，其计算公式为：

热阻计算公式.png

Tj：器件结温（如CPU或GPU芯片结温通常需控制在100℃以下）

Ta：环境温度（如数据中心液冷系统常设定为35℃以下）

P：器件功耗（需根据实际工况计算）

Rjc和Rcs：结壳热阻和接触热阻（与材料导热系数和安装工艺相关）

热阻越低，散热效率越高。例如，铝的导热系数（237 W/m·K）虽低于铜（401 W/m·K），但因密度更低，常用于轻量化散热场景

流阻与冷却均匀性

液冷系统中流阻（ΔP）直接影响冷却液流动的均匀性，其计算公式为：

流阻计算公式.png

f：摩擦系数（与流道粗糙度相关）

Dh：水力直径（流道设计优化的关键参数）

流阻过高会导致泵负载增加，需通过优化流道设计降低压降，例如冷板式液冷的流道设计可将PUE（能耗效率）降至1.2以下

温升与可靠性

温升（ΔT）对设备寿命的影响显著，经验公式表明：器件温升每增加2℃，可靠性下降10%；电解电容温升超10℃时寿命减半。对于瞬时高功耗场景（如CPU瞬时500W/50ms），需计算热量积累：

温升.png

若散热器质量为0.2kg（铜材质），其温升仅约0.32℃，但需确保散热系统快速响应以避免局部过热

散热器热管理通过热阻、流阻的精确计算与测试实现高效散热。杰创测控深耕散热领域20年，依托深厚的技术沉淀，自主研发的单通道热效能测试机，为水冷散热器性能检测提供一体化解决方案，该机台为水冷散热器提供热阻及流阻测试，通过模拟水冷散热器在实际工作环境中的散热过程，测量散热器表面温度，同时也侦测液体温度、流量、进出口压力与压差，进而计算水冷板的热阻值，还具备多条件判断测试结果，测试数据自动存储等功能。为水冷散热器研发提供从设计验证到量产质检的全链条支持。