强制对流热管理
在热管理工作中，需要关注对流的类型。选择自然对流还是强制对流？ 选择结果会对冷却系统设计产生重大影响。自然对流依靠浮力驱动流体流动。强制对流方案借助外部能量驱使流体在系统内流动。当散热需求提升，且无法继续增大表面积时，很多应用会从自然对流方案切换为强制对流方案。增大表面积会增加冷却方案的重量，而且额外增加的面积还有可能阻碍自然对流形成的气流。
风冷场景下，风扇和鼓风机以机械方式迫使空气流过散热器等散热部件，从而在相同表面积下提高传热量。这类设备具备多种规格、性能以及选配项。本文将重点介绍空气强制对流，以及产生这类气流的设备。
PQ 曲线也称为压力-流量曲线，用于表征风扇或鼓风机的性能。驱动风扇的电机有其可承受的转速和扭矩范围。电机的能量有限，只能在一定范围内推动空气通过叶轮叶片。风扇或鼓风机的 PQ 曲线描述了特定转速下的空气输送量对应关系。如果试图超出该曲线范围，电机就会发生失速，应用中将不再有气流输出。这会导致过热，并可能引发产品失效。
除风扇和鼓风机的气流机械性能之外，还需要考虑风扇的供电方案。需要设计电路板或者电源，为风扇提供运转所需的电压与电流。风扇的工作电压可以保持一致，但不同制造商产品的工作电流差异很大。务必为风扇保持正确的供电电压和电流，同时对工作电流预留充足的安全裕量。
用户可能会让产品在严苛的环境条件与使用场景下工作。除非产品一直在洁净室内使用，否则设备以及配套风扇或鼓风机都会接触粉尘。消费电子会面临各类粉尘来源，例如人和宠物的脱落物、衣物家具脱落的纤维等。此外，这些消费者还容易将冷热饮料泼洒到设备上。制造车间里的产品不仅会接触上述颗粒物，还可能接触机器设备产生的油污与污垢。风扇和鼓风机的设计和制造规格必须满足预期应用条件。在选择风扇或鼓风机前，请充分评估产品的实际使用方式。
您的产品使用寿命是多久？ 如果产品需要主动冷却，则在产品整个生命周期内都要依靠坚固可靠的风扇或鼓风机。如果选用的风扇在产品预期寿命之前就发生磨损失效，就会缩短产品的可用时间，还可能引发保修索赔以及客户负面反馈。或者，可能需要规划中期维护，通过更换风扇延长产品的使用寿命。但在某些情况下，终端用户很难完成该项维护，该方案并不现实。
风扇和鼓风机的可靠性与使用寿命在很大程度上取决于风扇或鼓风机使用的轴承类型。低成本风扇一般采用含油滑动轴承，在风扇框架内部支撑风扇叶轮。滚珠轴承风扇磨损速度更慢，拥有更长使用寿命。还有一些风扇采用来福轴承、流体动力轴承甚至磁悬浮轴承，目的均是延长风扇的整体使用寿命。选择风扇或鼓风机时，请关注其轴承类型，评估其对整机寿命带来的影响。
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