工业交换机常见的散热技术有哪些？

      在工业环境中，工业交换机是常见的设备之一。由于工业环境中的高温和连续工作产生的热量较大，因此快速散去热量非常重要。在选择适用于宽温范围的散热器材之外，使用工业交换机还需要关注优良的散热设计。下面我们一起来了解一下工业交换机常见的散热技术有哪些。

      在一般电子产品中，热设计主要分为三类技术，即散热、加装散热器和制冷。在本文中，我们将重点讨论工业交换机设备中的散热技术和加装散热器技术。

（一）在散热应用中常常使用的方法

      可以采用传导散热的方式来进行热量的传递。我们可以选择导热系数较高的材料来制造传热元件，或者减小接触热阻，尽量缩短热量传递的路径。

      另一种方式是热量的对流散热。对流散热包括两种方法：自然对流散热和强迫对流散热。在考虑自然对流散热时需要注意以下几点：设计电路板和安置元器件时，需要留出额外的空间以便于散热；应当合理分配元器件位置，使得温度场均衡稳定；需要充分重视烟囱效应的应用；同时增大接触对流介质的面积，以促进散热效果。强迫对流散热方式可采用风机（如计算机上的风扇）或双输入口推拉方式（如带换热器的推拉方式）。

      第三种方法利用热辐射特性，可以通过增加发热体表面的粗糙度、扩大辐射体周围的温差或增加辐射体表面的面积等方式实现。

（二）安装散热器

      在工业交换机设备的热设计中，最常用的方法就是安装散热器。它的作用是控制半导体器件的温度，尤其是结温Tj，使其保持在半导体器件的最大结温Tjmax以下，以提高半导体器件的可靠性。当半导体器件和散热器一起工作时，涉及到以下内容：半导体器件的热阻RTj和结温Tj，散热器的壳温Tc和散热器温度Tf，环境温度Ta，以及半导体器件的使用功率Pc。选择散热器时，需要主要考虑散热器的热阻RTf，其计算公式为：RTf=(RTj-Ta)/(Pc-RTj-RTc)。RTf的热阻是一个关键指标。Tj、RTj是半导体器件的特性参数，而Pc则是设计所需的参数，可从设计要求中确定。要查询RTc则需查阅相关热设计专业书籍。接下来将给你介绍一下如何选择散热器。

1．选择适合的自然冷却散热器

      首先要计算总热阻RT和散热器的热阻RTf。计算公式如下：RT=(Tjmax-Ta)/Pc，RTf=RT-RTj-RT。在计算出RT和RTf之后，可以根据RTf和Pc的数值来选择合适的散热器。在选择过程中，可以根据所选散热器的热阻曲线RTf和功率曲线Pc，通过查询横坐标上对应已知功率Pc的点，进而找到相应散热器的热阻R'Tf。只需要按照R'Tf≤RTf的准则来选择合适的散热器即可。

2．强迫风冷散热器的选择

      强迫风冷散热器在选择时应根据散热器的热阻RTf和风速来选择合适的散热器。

3.散热风扇设计

      普通商用交换机的风扇一直以全速工作，造成了电能浪费、增加了整机噪音，并且导致了不必要的电源发热，以及机箱内堆积过多的灰尘。风扇的寿命约为2万小时，在全速运转时。这意味着大约2.28年后，风扇的转速会逐渐下降。这种变化可能会导致整机不稳定。该数据来自SANYOFANDATASHEET。由于缺乏监控单元，这种潜在问题很难被发现：例如当工业交换机的丢包率逐渐升高时，并不容易确定是因为风扇老化导致转速下降，或是机箱内的关键部件温度上升由于灰尘堆积过多所致。

      工业交换机应采用高速风扇(HighSPD)以及配置智能监控电路，能够实时监测和控制网络交换机的运行情况。例如，能监测机箱风扇、主交换芯片温度、机箱温度以及光收发器件温度等。这也就是我们所称之为"智能风扇"的功能。

      在工业交换机的运行过程中，智能监控电路会根据被测元件的温度或风扇转速信号自动调节风扇的转速，以确保网络交换机的散热效果。风扇的转速受到交换机的负载和环境温度的影响。在环境温度一定时，当工业交换机数据负载减轻时，功耗减小，风扇转速自动降低，当工业交换机数据负载加重时，功耗加大，风扇速转速自动上升。在数据负载一定的情况下，当工业交换机处在低温环境时，风扇转速自动降低，处在高温环境时风扇转速自动升高。在高温高负载情况下，风扇可处在应急高速（HighSPD）状态，比全速（FullSPD）状态更能保证网络安全运行。

4．智能风扇控制器运行特性

      采用智能风扇控制技术后可延长风扇寿命，减少机内灰尘堆积、降低风扇噪声，节约电量使用，保证系统有效工作。另外控制器不仅能对风扇失效停转、温度超过警戒线提供报警，而且对于由于老化或风道阻力异常增大、转速低于正常值或监测点温度异常升高等前期隐患均能给出相应的中英文语音提示，方便网络管理人员将事故消灭在萌芽阶段。