深圳美风机电技术有限公司 散热风扇专题 家电制造企业工程技术人员培训教材 散热器的组成 散热器主要部件及功用: 1.散热片（HeatSink）：增加热量挥发面积，将热量分散，避免热集中。 2.散热风扇(Fan)：强制空气产生对流，快速带走散热片上的热量。 3.扣具(Clip)：将散热片与发热源固定在一起。 4.导热介质(Thermal interface Material)：弥补散热片与发热源之间的接触细缝，避免热对流的集中现象，并增加导热面积。 风扇的作用 风扇在风冷散热器中的 职责为:凭借自身的导流 作用,令空气以一定的速 度、一定的方式通过散热 片,利用空气与散热片之 间的热交换带走其上堆 积的热量,从而实现“强制 对流”的散热方式。 风扇的分类 从使用电源类型来分可分为 AC与DC两大类。 DC有5V，12V、24V、48V比较常见;特殊的如4.5V，10V、18V等。 AC的一般为220V，110V等。 风扇的分类 从通电切换磁场的方式分：可分为有刷和无刷两种。 有刷电机寿命短，会产生电火花。 无刷电机没有碳刷的磨损寿命长，容易高速运转，无火花。已逐渐取代有刷电机 。 风扇的分类 从适用范围分: 其使用范围非常广泛，譬如电源风扇，机箱风扇， CPU风扇、VGA风扇、冰箱风扇、汽车风扇等等。 风扇组成 风扇的组成 分为转子部分和定子两部分： 转子：包括扇叶、轴心、磁环、磁环外框及油圈。 定子：包括电机、外框、轴承、扣环等。 风扇尺寸规格 尺寸规格通常用一个4位数字来描述，例如：4010、4020、5010、9025等。4位数字的前两位代表风扇正方形底面的边长；后两位代表风扇的厚度，单位为毫米。 风扇的电气结构 控制部分：由霍尔IC 、线路板等元件组成。 电机绕组部分：由矽钢片、漆包线和上下绝缘线架组成。矽钢片的功能是负责将磁极导出，以便于确定N、S的强弱；而绕组决定磁力线的方向性，包括N、S极和控制信号，不断改变绕组极性，推动磁框运转，达到做功的目的。定子绕组多为四相对称分布，即互成90°夹角。 固定磁场部分：由磁环提供固定磁场，以用于旋转时的比较动力。 风扇的轴承系统 轴承作为风扇寿命的瓶颈因素，同时也对风扇的工作噪音、制造成本有着重要的影响。 风扇的轴承系统可分为： 滚珠轴承,又分单滚珠轴承和双滚珠轴承 含油轴承 陶瓷轴承 液压来福轴承 …… 风扇的轴承系统----含油轴承 含油轴承由铜基粉末烧结而成， 需加黄油润滑脂减少磨擦系数。 优点：耐外力冲击，成本较低。 缺点：长期使用后，润滑油会因摩擦发热而挥发，油量逐渐减少，轴承的摩擦与振动增加。由此导致轴承噪音增大，磨损加剧，寿命缩短，通常产品寿命为8000～10000小时 。 风扇的轴承系统----滚珠轴承 滚珠轴承属滚动磨擦，运用金属珠运转，接触面少，磨擦系数少。寿命一般在30000小时以上。 缺点：主要是工作噪音稍大，成本较高 。 滚珠轴承还要防止乱摔与 掉落，免得滚珠轴承受损， 从而产生异音。 风扇的轴承系统----陶瓷轴承 采用氧化锆粉精密加工而成的轴芯与轴承，得益于陶瓷材料高强度、高硬度、耐高温的特点，大幅延长轴承使用寿命。寿命达到80000小时以上。 风扇的轴承系统----液压来福轴承 液压来福轴承采用液压自动循环油路系统，通过特殊油路连接轴承与储油槽，令润滑油形成循环回路 ，增加储油量，避免油流失。是延长风扇寿命的经济型解决方案。 风扇的轴承系统性能对比 风扇的组成----扇叶 叶片倾角：倾角越大，叶片上下表面间 压力差越大，相同转速下风压越大。 叶片数目：风扇的叶片数目多数是7、9、 11等奇数 ，若采用偶数扇叶，很容易使 系统发生共振 ，将会使叶片或轴心发生 断裂。 叶片弧度：向着旋转方向略有弯曲，呈一 定弧度，可保证吹出气流集中在出风口正前方的柱 状空间内，增加送风距离与风压 。 主轴直径：由于电机与轴承的存在，轴流风扇主轴所在的中心部分难免存在无气流通过的盲区，主轴直径便决定着此盲区的大小。 扇叶平衡：扇叶的物理质心与轴心不在同一轴上，扇叶在运转时会造成扇叶的不平衡，即震动。 风扇的组成----扇框 扇框可以对扇叶所带动的气 流进行“约束”，控制其流出方 向，抑制反激与散射，令其集 中于所希望的送风方向。 采用材料与结构需具有一定的 强度，可以在一定程度内承受物 理冲击，保护扇叶、电机等较脆 弱的组件。 风扇性能----功率 功率即风扇单位时间内所消耗的能量（电能），单位为W-瓦 。 额定工作电压与最大电流，将两个数值相乘即可得到风扇额定电压下的最大功率。 功率低，风扇电机发热量减少，可增加风扇的寿命。 风扇性能----启动电压 启动电压是指当突然通电后，能够使风扇启动的最小电压。 因板卡提供的电压可能会不稳定，启动电压越低，可确保在电压不稳时，能低压激活启动风扇。 常规风扇的启动电压都在7V以下。 风扇性能----转速 转速即风扇扇叶在单位时间内旋转的周数，单位一般为rpm，即转/分钟。 转速可以影响到风速、风量、风压、噪音、功率，甚至使用寿命。转速越高，风扇性能越强，即风速越快，风量越大，风压越大；同时，转速高，摩擦、振动就多、噪音就大，轴承等损耗设备的寿命就短。