笑談熱設計 [More Hot Air] epub pdf mobi txt 電子書下載 2024

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[美] 科迪班（Tony Kordyban）著，李波譯

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發表於2024-04-29

商品介绍

齣版社：機械工業齣版社

ISBN：9787111480457

版次：1

商品編碼：11567569

品牌：機工齣版

包裝：平裝

外文名稱：More Hot Air

開本：16開

齣版時間：2014-10-01

用紙：膠版紙

頁數：162

字數：254000

正文語種：中文

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書籍描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群：電子設備熱設計從業人員，電子工程師、結構工程師

　　◎這不是一本充滿公式推導和仿真程序的教科書。
　　◎這也不是一本讓人充滿畏懼心理和抵觸心理，讀起來晦澀難懂的設計手冊。
　　《笑談熱設計》的作者摒棄瞭科技圖書一貫的公式推導加之仿真測試的寫作形式，轉而巧妙地利用高手過招聊天的方式嚮讀者全麵而立體地分享瞭他多年來的熱設計經驗，加之譯者準確到位的翻譯，可以讓您在愉悅的閱讀過程中瞭解熱設計的真諦。現在讓我們一起加入他們的討論中吧！
　　《笑談熱設計》措辭詼諧幽默，將科學技術以輕鬆詼諧的故事形式進行描述；
　　內容貼近産品實際熱設計，産品在具體設計時，除瞭考慮熱設計專業，也要同時進行其它相關專業；
　　涵蓋行業廣泛，從電力能源行業到通信行業，再到計算機行業均有涉及；
　　全書涉及內容全麵，電子設備熱測試作為熱設計的主要組成部分，在同類書籍中往往被忽略，本書對於這方麵的內容同樣有所闡述。

內容簡介

　　《笑談熱設計》共分7章，第1章主要談論電子設備熱測試。第2章以風扇為主綫，介紹瞭風扇在實際應用中的諸多特點和限製，從實際的角度選擇和應用風扇。第3章介紹瞭電子設備中常見的元件和材料，同樣從實際應用的角度來考慮它們的熱設計限製和特點。第4章是有關於輻射熱交換在電子設備散熱中作用的闡述。第5章的內容圍繞JEDEC組織推齣的相關通信標準展開。第6章是一些獨立的熱設計故事集閤。最後一章作者分享瞭過往在通信行業熱設計中的趣事。
　　《笑談熱設計》具有措辭詼諧幽默，內容豐富、貼近實際産品和涉及行業廣泛等特點。書中詼諧的言語承載著寶貴的經驗知識，實乃電子設備熱設計行業難得一見的好書。

作者簡介

　　李波，男，生於1982年9月，同濟大學建築環境與設備工程學士，上海理工大學工程熱物理碩士，在校期間主要研究方嚮為電子設備冷卻技術。曾就職於颱達電子企業管理（上海）有限公司，從事電力設備和新能源産品的熱設計、測試和研究。現為Mentor Graphics明導（上海）電子科技有限公司資深應用工程師，負責電子設備熱設計，熱仿真技術的應用、推廣和培訓等相關工作。曾齣版《FloTHERM軟件基礎與應用實例》一書。
　　
　　Tony Kordyban從1980年就開始從事電子冷卻和相關的寫作工作。他在底特律大學獲得機械工程學士學位，在斯坦福大學獲得機械工程碩士學位，專業為熱動力學。他絕大多數的電子冷卻經驗知識都是通過自己和在貝爾實驗室、泰樂通訊和艾默生網絡能源等公司同事的工作失誤和差錯中獲得的。為瞭避免其他人犯同樣的錯誤，他撰寫瞭兩本書：《Hot Air Rises and Heat Sinks: Everything You Know About Cooling Electronics Is Wrong》和《More Hot Air》，並且均由ASME齣版發行。除此之外，他也寫瞭一些非正式主題的文章，並且發錶在《Electronics Cooling》雜誌和CoolingZone.com網站。

內頁插圖

精彩書評

　　★本書運用幽默手法嚮讀者打開瞭電子散熱世界的大門。它不僅沒有繁瑣的熱學理論和復雜的熱流體動力學公式，而且提供瞭很多的實踐應用經驗。作者通過自身的經曆和不同的散熱案例來解釋電子散熱的基本理念，並且指導將這些理念應用於實際産品設計中。兼具趣味性和實用性的此書，定可使廣大讀者受益。
　　——愛美達熱能係統有限公司全球副總裁兼亞太區總裁崔言厚
　　
　　★本書以詼諧幽默的故事為載體，從不同的方麵分享瞭作者非常豐富的熱設計經驗，引導瞭我們的設計思維，避免設計反復，啓人深思，值得一讀。
　　——上海劍橋科技股份有限公司結構設計總監崔長將
　　
　　★電子設備熱設計作為一門工程學科，相關的工程實際經驗比教科書中的復雜方程和圖錶更為重要。本書作者將多年工作經驗以故事的形式娓娓道來，內容通俗易懂，不僅適閤廣大熱設計從業人員，相信機械和電子工程師等相關人員也可以受益頗豐。
　　——IBM國際商業機器（中國）投資有限公司數據中心谘詢顧問陳文鑫

譯者序
原書前言
第1章測量與測試：直接從實驗室得到錯誤的結果
1.1 最惡劣條件
測試要求注明産品溫度測試是在“熱最惡劣條件”下進行的。但可靠性部門、安規部門以及客戶和熱工程師對於最惡劣條件都有自己的理解。
1.2 可靠性測試
可靠性測試恒溫箱中的風扇使空氣反方嚮流過你的産品。這是不是一個公平的測試？或者說它是否能告訴你一些關於産品設計是否正確的信息？
1.3 五指測溫儀
為什麼你的手不是一個很好的熱傳感器。不僅僅是因為校核的原因，而且你的手確實有可能會被燙傷。
1.4 注意熱電偶的類型
不同類型熱電偶綫具有不同顔色是有原因的。你不能通過直覺來確定不同類型熱電偶的差異。這需要仔細判斷。
1.5 排列組閤增加職業安全感
或許在機櫃中將産品堆疊放置並且使用一個大風扇進行冷卻是個不錯的方案。但也有不少關於散熱的問題不建議采用這種設計。不計其數的硬件配置組閤可能需要你進行幾年的熱測試。
1.6 熱功耗隨溫度發生變化
對於一些元器件而言，它們的熱功耗取決於元器件的溫度。有時候它們的熱功耗會隨著溫度的上升而上升，有時候卻會隨著溫度的上升而下降。在這種情況下，在室溫下測試得到的結果會與高溫下測試得到的結果相反。
1.7 如何評估熱仿真精度
這是一個關於評估的故事，講述瞭如何使用百分比誤差去得到任何你想要的結果。熱設計一個很重要的評估是測試産品工作是否良好，通常采用的是溫差而不是絕對溫度。

第2章風扇：增加空氣流動和冷卻係統的尺寸
2.1 空間和資源
老闆最終同意給我一些熱分析99資源。但由於你不得不與其他人分享原本就狹小的辦公室，我們之間難免磕磕碰碰。當風扇被並排很近布置81；，同樣的事情也在所難免。
2.2 風扇進風空間
市場部的同事問為什麼風扇需要一個如此之大的進風空間。我通過一捲膠帶和一個吸管嚮他送行演示。
2.3 流阻最小的路徑
當空箋有多條流動路徑蜀供選擇時，它不總是沿著流阻最小89路徑。這似乎更符閤MurPhy定律。
2.4 難以理解的流動
-個被反復詢問的問題是“直綫英尺每分鍾(1fm)與立方英尺每分鍾(cfm)89差異”。通過使用融化的美國奶酪解釋伺為不可壓流動。
2.5 不正確的冷卻係統冗餘
Herbie想使用一個類似他個人計算機中的風扇／散熱器模組。增加一個風扇／散熱器模組是提升還是降低瞭電路闆的可靠性？
2.6 正確的風扇轉動方嚮
元器件89溫度是否會取決於冷卻風扇的鏇轉方嚮？對於越接近風扇的元器件，風扇鏇轉方嚮對其的影蹁越大。
2.7 溫度和噪聲
……
第3章元器件和材料：很多元器件有時就是一個問題
第4章輻射：斯蒂藩和玻爾茲曼不是20世紀70年代德國重金屬樂隊
第5章 JEDEC的故事
第6章鬆散關聯的故事集
第7章通信：一個充滿神話和錯誤的領域

精彩書摘

.1 不包括PCB闆

何貝和瑞納塔爭論的聲音很大，以至於我認為他們正在進行橄欖球比賽的輸贏賭博。瑞納塔總是選擇具有目前最好四分衛的隊伍，而何貝總是選擇地理位置上更接近他傢鄉的隊伍。

何貝斷言底特律雄師將肆虐綠灣包裝工前綫（兩支均為美國國傢橄欖球聯盟球隊），“他們會將它做成瑞士乾酪！”

我模仿霍莫·辛普森（美國電視動畫《辛普森一傢》中主角）的口吻說：“瑞士乾酪。”

瑞納塔指著我說：“有一個傢夥可以平息這場紛爭。”她猛烈地在白闆上畫草圖，並且記號筆墨水濺到瞭她的臉頰上。

我說：“哦，橄欖球不是我所擅長的運動。”

何貝說：“橄欖球？夥計，你的思緒快迴到辦公室吧。我們完全是在討論散熱問題。”

我說：“哦，我希望聽到一些有趣的東西。這些X和D的符號是什麼意思？”

瑞納塔搶在何貝之前說：“這是我避免心靈感應（Telepathic Port Module）遭受散熱問題的新想法。我們采用PCB作為心靈/光學變壓器（Psychic / Optical Transformer）的散熱器。

瑞納塔是來自塞多納實驗室的結構設計師。她的艱巨任務是組裝HBU，正如她所說的：“將4.54kg的大腦放到一個2.27kg的盒子中。”瑞納塔的父親曾是卡特政府的官員，負責英製單位和公製單位的轉換。

何貝說：“自從她讀瞭你的書之後，瑞納塔認為她是一個資曆較淺的熱設計專傢。”

我說：“所以說你是一個熱設計專傢！你為什麼不告訴我關於你散熱器的想法？”

瑞納塔給瞭我一個類似長途接綫員似的勉強微笑。我從網絡上一個散熱論壇中得到瞭這個想法。這個叫斯派剋的傢夥說如果你在你的PCB闆中加入銅層，你可以將元件的熱阻減少一半！”

何貝點頭錶示贊同，“你的Thermal Tip of the Day #142甚至說由元件産生的熱量通過元件引腳進入到PCB闆中，所以那是有道理的。”

我不確定地說：“行，那X和D又代錶什麼？”

瑞納塔說：“這是另一個名為KirkNSpock的傢夥說他在一本雜誌上看到你可以在PCB闆上鑽一些孔來提升闆子的散熱能力。他說：“增加錶麵積或其它一些什麼。所以那就是我想對TPM所做的。在POX周圍增加一些孔。我想要何貝告訴我在哪些位置可以增加孔，從而不會切斷走綫。”

我問：“闆子上打孔？“我之前從未聽說過。它們是如何有助於元件散熱的？”

何貝說：“我也想知道原因。但因為那個匿名的網絡傢夥在雜誌上看到這個方法，它應該是真實的。他說他也不知道其中原理，但他宣稱測試結果顯示闆子的孔可以使元件溫度更低。”

瑞納塔說：“我的解釋是空氣通過這些孔，産生湍流，這會強化熱交換的程度。此外，你將所有高溫的功率層暴露在冷空氣中，這也會使整塊PCB闆溫度更低。這使我認為孔的尺寸應該是很大，它的直徑應該大約為10～25mm。”

何貝問：“它和美元硬幣中哪一個尺寸相類似？”

我說：“大約像一個便士的尺寸。”

何貝說：“我認為這些孔增加瞭闆子的輻射換熱量。上個月我在理發店的《科學美國》中看到一個洞可以看做一個黑體輻射器。我們想讓闆子布滿微小的黑體洞輻射器，所以它們應該是小的孔，直徑尺寸大約為1/16英寸。”

我說：“哇，那不像我的理發店所具有的雜誌。”

瑞納塔說：“所以我們需要你來平息這場爭端。我們想對這塊闆子增加一些孔，從而使闆子成為更好的散熱器。告訴我們這些孔的尺寸多大和布置在哪裏可以給我們帶來最好的熱性能。”

我盯著闆子布局好一會兒後說：“為瞭獲得闆子最小的溫升，你應該有一個直徑為1/8英寸的孔，他的位置就在輸入熔斷器的旁邊。”

何貝看著我在闆子布局圖中畫的大圓點。他恍然大悟說：“但那個孔正好切到瞭提供所有闆子電功率的走綫上！”

我說：“是的，沒有功率就沒有熱量，更沒有溫升。這是唯一闆子上鑽孔能減少它溫升的方法。”

瑞納塔嘗試著說：“但增加錶麵積…”

我說：“任何比此孔大的孔都會浪費更多的錶麵積。”

她說：“但關於增加湍流…”

我解釋說：“除非你將闆子與風扇齣風成90°角，否則不會有任何空氣流過這些孔，所以它們不會對空氣湍流流動産生任何影響。”

何貝急忙講：“但孔的輻射…”

“對於輻射視綫範圍內有一個低溫錶麵是相當重要的。你的孔能夠輻射熱量到相鄰闆子嗎？這些相鄰的闆子具有和鑽孔闆子相同的溫度。聽起來就像你的常識從你顱骨中的空腔輻射齣來。”

何貝哀號著說：“嗨！”他的手下意識地摸索著他的頭頂，似乎為瞭打開一個孔。

我說讓我們討論一下使用PCB闆作為元件散熱器。你猜怎麼著？你沒有任何選擇！瑞納塔，你提到瞭元件的熱阻。你是否知道他們是如何測量元件結溫和環境之間所謂的熱阻（

“那就是我暗示你沒有任何選擇的原因。為瞭得到至少和元件說明書中一樣好的熱阻值，你不得不使用一塊至少與測試時使用闆子一樣好的PCB闆。”

瑞納塔驚愕地坐在那裏好一會兒，之後問：“我們如何纔能知道我們的闆子散熱性能比測試時所用闆子更好？”

我說：“好問題，這個答案是你無法知道，因為元件供應商沒有告訴你他們的測試闆是什麼樣的。它可能是隻含有少量信號綫的單層闆。有時也可能是僅含有信號綫的雙麵闆。有時它內部會具有功率層和地層。闆子的含銅量越多，它的熱擴散性能越好。那如何與你的闆子進行對比？”

何貝說：“我們的闆子是具有4層功率層和4層地層的16層闆子。聽起來它應該散熱更好。”

我說：“可能是，也有可能不是。歸根到底，你的闆子上不隻一個元件。如果你的闆子上有許多高功率元件，那麼對於內部銅綫而言就沒有多少可以散熱的麵積。”

何貝咬著他的嘴唇說：“在闆子上有12個POX芯片和其它16個高功率元件。”

實驗室內頓時變得鴉雀無聲。

瑞納塔開始去擦白闆。她說：“你不喜歡孔的原因僅僅是因為它來自一個網絡論壇嗎？”

我說，“等，等一下！”填滿孔的墨水給瞭我一個想法。“我想KirkNSpock可能是對的！”

何貝說：“我瞭解孔的輻射。”

“不，這與輻射或空氣通過孔沒有關係。當那個網絡傢夥說通過增加孔可以降低元件溫度，他並不是說孔；他意思是其它形式的孔，那種你經常用來將闆子不同層連接起來的孔，你將其成為什麼？”

何貝說：“熱過孔？”

我說：“是的！熱過孔！當然！這些熱過孔連接瞭布滿銅的闆子各個層！這使闆子具有更好的熱擴散性。使用闆子作為散熱器的一個問題是絕大多數元件都是錶貼元件。元件的引綫僅僅與闆子頂部的信號層相連，在這一層中幾乎沒有多少銅。實際上你希望闆子內銅量多的層能連接到一起，但由於闆子內絕緣環氧層很差的導熱性，熱量很難進入到這些含銅量多的層中。但如果你利用熱過孔將闆子內頂層與其它內部含銅層連接起來，闆子內的熱擴散會得到很大改善。那個網絡傢夥是對的——增加許多熱過孔可以使闆子成為一個更好的散熱器。他僅僅因為使用一些不精確的術語，使你的想法進入瞭錯誤的軌道。所有的熱過孔是孔，但並不是所有的孔都是熱過孔。”

瑞納塔說：“熱過孔！那下一步建議我該怎麼做！”

何貝說：“把白闆先擦乾淨！盡管熱過孔有所幫助。因為闆子上有一些固定的孔，所以可能沒有太多空間來容納許多熱過孔。”

我說：“隻要這場紛爭平息，之後，我會去看看橄欖球彩票。”