電子產品設計工程師往往注重電路的設計與改良，而對器件散熱卻沒有引起足夠的重視。事實上，電子產品的使用會由于散熱系統(tǒng)的不足而減少使用壽命或者增加維修成本。因此散熱對電子產品顯得尤為重要。采用風機散熱是一種很常規(guī)也很重要的散熱處理方案，本文主要介紹風機的一些常識以及如何選用風機散熱。
2 關于風機軸承
2.1風機軸承概述
    風機的軸承類型與風機的使用壽命以及能承受的環(huán)境溫度有著非常直接的關系，因此選擇風機，一定要注意軸承的類型，現(xiàn)將常規(guī)軸承的特點介紹如下：
2.2含油軸承(Sleeve Bearing)使用壽命：30000小時傳統(tǒng)的直流無碳刷風扇馬達設計時，是扇葉轉子 ( 簡稱轉子 ) 藉其軸芯穿越含油軸承，簡稱 SLEEVE 軸承，樞接固定在馬達定子之中心位置，使轉子與定子之間保持一個適當之間隙，當然軸芯與軸承間亦務必有間隙之存在，才不會將軸芯死鎖而無法運轉；而馬達之定子結構部分 ( 簡稱定子 ) ，在電源輸入之后，就會在轉子與定子間產生感應磁力線，藉驅動回路之控制使風扇馬達運轉。故傳統(tǒng)之風扇馬達架構，只有一個扇葉轉子及一個馬達定子和一個驅動回路，而借著軸芯與軸承之樞接，隨著磁場感應而運轉。Sleeve軸承優(yōu)點及缺點：價格便宜，運轉時產生的Noise 大，可能出現(xiàn)不轉現(xiàn)象，內徑易磨損，壽命短，激活效果差。
2.3滾珠軸承(Ball Bearing) 使用壽命：50000~100000小時
    滾珠軸承是運用圓金屬珠運轉，屬于點的接觸，故激活運轉很容易。再加上滾珠軸承配合彈簧使用，故在彈簧頂撐著 BALL Bearing 之外金屬環(huán)，而使整個扇葉轉子的重量坐落在滾珠軸承上，且由彈簧間接頂撐著，故可使用于不同之方向、角度之可攜式產品，但仍要防止掉落，以免滾珠軸承受損，而造成噪音產生與使用壽命的減損。優(yōu)點及缺點：激活運轉容易，壽命較長，結構脆弱，無法承受外力撞擊，運轉時，金屬珠滾動產生的噪音大，價格高（與Sleeve相比）來源及數量不易掌控，使用彈簧定位，組裝不易。
2.4磁浮軸承（MagLev Bearing)使用壽命：50000～100000小時
    MagLev Bearing 為SUNON獨創(chuàng)，Maglev Fan的結構包涵三要素：磁浮片，磁鐵，硅鋼片。軸承輿軸心的關系是風扇運轉時，扇業(yè)轉子軸心借空氣之摩擦，沒有和軸承接觸，則軸承不易被磨損成不規(guī)則橢圓之形狀。在磁浮線的牽引下，360度垂直往下吸引扇業(yè)轉子使其自成定點，定軌運轉使用特殊的防塵罩設計，可強制潤滑油循環(huán)，并防止灰塵進入馬達核心，避免輿潤滑油混合成油泥所造成運轉之阻礙。運轉時，軸承溫度低，軸承材質經過特殊處理。更耐沖擊及高溫。磁浮馬達特殊車及技術使風扇在長時間運轉下，達到運轉穩(wěn)定，噪音變化小，低噪音，壽命長之效果。壽命可比擬滾珠培林軸承。MagLev Bearing優(yōu)點：表面經過特殊加工處理，強化其表面硬度，耐磨更能承受高溫輿摩擦，導入磁浮設計，其轉子懸空，通過磁浮力將扇葉360度吸附，形成定點定軌運轉，減小晃動，省卻華司 油圈等零件，使其產生的氮化物于固化前排出，避免阻塞。耐磨，耐撞擊，耐高溫，噪音小。  
3 關于風量
3.1 風量單位
    風量單位常常采用英制單位，一般常見單位為CFM,1CFM≈0.472立方分米/秒，常用風量單位列舉如下

CFS：Cubic Feet Per Second，    立方英呎/秒(ft3/s)

CFM：Cubic Feet Per Minute，    立方英呎/分(ft3/min)

CMS：Cubic Meter Per Second，   立方公尺/秒(m3/s)

CMM：Cubic Meter Per Minute，   立方公尺/分(m3/min)

CMH：Cubic Meter Peter Hour，   立方公尺/時(m3/h)

L/s：Liter Per Second，         公升/秒(L/s)

L/min：Liter Per Second，       公升/分(L/min)

3.2風量換算表 

4 關于噪音   
4.1噪音如何測量

　 SUNON風扇的噪音是在背景噪音低于15 dBA無回響室中所測量。待測風扇在自由空氣中運轉，距入風口一米處置一噪音計。

   音壓級(Sound Pressure Level)依背景因素而定，與音能級(Sound Power Level)由下列公式表示之：SPL = 20㏒ P／Pref   及  SWL = 10㏒ W／Wref

其中,

   P = 音壓

   Pref = 基準音壓

   W = 音源的噪音能量

   Wref = 音源的噪音能量

   風扇的噪音值通常以音壓級(SPL)之倍頻帶繪出。分貝(dBA)的改變所形成的效應，如下列征兆所示：

   3 dBA 幾乎沒有感覺

   5 dBA 感覺出來

   10 dBA 感覺兩倍大聲響

噪音程度：

    0 ~ 20 dBA 很微弱

   20 ~ 40 dBA 微弱

   40 ~ 60 dBA 中度

   60 ~ 80 dBA 大聲

   80 ~ 100 dBA 很大聲

   100 ~ 140 dBA 震耳欲聾  
4.2 如何降低噪音
    下列準則提供風扇使用者最佳方法，以降低噪音至最?。?br style="height: 1%; line-height: 0; font-size: 0px; clear: both;"/>4.21系統(tǒng)阻抗(System Impedance)
    一個機殼的入風口與出風口之間范圍占全部系統(tǒng)阻抗的60%至80%，另外氣流愈大，噪音相對愈高。系統(tǒng)阻抗愈高，冷卻所需的氣流愈大，因此為了將噪音降至最小，系統(tǒng)阻抗必須減至最低程度。
4.22氣流擾亂
    沿著氣流路徑所遇到的阻礙而造成的擾流會產生噪音。因此任何阻礙，特別在關鍵的入風口與出風口范圍，必須避免，以降低噪音。
4.23風扇轉速與尺寸
    由于高轉速風扇比低轉速風扇產生較大的噪音，因此應盡可能嘗試及選用低轉速風扇。而一個尺寸較大、轉速較低的風扇，通常比小尺寸、高轉速的風扇，在輸送相同風量時安靜。
4.24溫度升高
    一個系統(tǒng)內，冷卻所需的風量與允許的溫升成反比。允許溫升稍微提高，即可大量減少所需的風量。因此，如果對強加之允許溫升的限制略微放松一些，所需風量將可降低，噪音亦可降低
4.25振動
    有些情形，整個系統(tǒng)的重量很輕，或系統(tǒng)必須按照某種規(guī)定方式運作時，特別建議采用柔軟的隔絕器材，以避免風扇振動的傳遞。
4.26電壓變動
    電壓變動會影響噪音程度。加到風扇的電壓愈高，因轉速升高，振動就愈大，產生的噪音也愈大。
4.27設計的考慮
    構成風扇的每一零件設計，均會影響噪音程度。下列設計的考慮可達成降低噪音：繞線鐵心的尺寸，扇葉與外框的設計及精確的制造與平衡。
5關于風扇特性            
5.1風扇特性測試：
    依據AMCA 210-85 "Laboratory Methods of Testing Fans for Rating" 測試規(guī)范。如略圖所示將風扇放置于風洞口，風吹入風洞，經由流場內各量測點測試風量與靜壓，經由計算機匯整測得資料后繪出特性圖與資料。

由此圖可知，并聯(lián)的風扇風量加大，但是靜壓不變；假如系統(tǒng)阻抗低時，可使用并聯(lián)方式。

5.2如何從特性曲線判定風扇性能

1.實線FPC系風扇特性曲線；需由風洞量測

2.虛線SRC系客戶系統(tǒng)阻抗；亦需由風洞量測，因客戶之不同所以一般Fan僅秀出FPC。

3.FPC與SRC交界點即為客戶使用操作點OP； Qb與Pb是可滿足客戶使用上所需求特性； 因此客戶選擇風扇時僅以Qa與Pa來選擇并不是最適切的； 建議客戶提供系統(tǒng)給我們?yōu)槟赓M測出SRC可較容易選擇適用風扇 以及判定您的系統(tǒng)阻抗設計是否得宜。

5.3假設有Ａ、Ｂ二風扇，應如何自特性曲線選擇較適合風扇?

1.答案是FAN a為較適用風扇；因為特性曲線交叉于R1上之操作點OPa較操作點OPb特性佳Qa>Qb(風量)，Pa>Pb(靜壓)。

2.此FAN b雖然風量與靜壓都較FAN a高，但客戶使用上應以OPa 為最佳選擇；非僅以風扇最大風量與最大靜壓作為選擇依據。

3.而系統(tǒng)阻抗設計的好壞也是選擇風扇的重點之一；圖中R1系最佳系統(tǒng)阻抗設計，R2系系統(tǒng)阻抗較高，R3較低；要改善系統(tǒng)阻抗設計應自系統(tǒng)進出風口之大小調整、系統(tǒng)內組件排放位置調整等，再經由風洞之測試即可調整及驗證出最佳的系統(tǒng)阻抗。

4.比較FAN a與FAN b可得知FAN a之馬達扭力與扇葉、外框設計特性較FAN b佳
6風機的選型
6.1欲選擇正確的通風組件，必須考慮下列目標：
最好的空氣流動效率
最小的適合尺寸
最小的噪音
最小的耗電量
最大的可靠度與使用壽命
合理的總成本
以下三個選擇正確散熱扇或鼓風扇的重要步驟，可幫你達成上述幾個目標。
步驟一：總冷卻需求
首先必須了解三個關鍵因素以得到總冷卻需求：
必須轉換的熱量 (即溫差DT)
抵消轉換熱量的瓦特數 (W)
移除熱量所需的風量 (CFM)
總冷卻需求對于有效地運作系統(tǒng)甚為重要。有效率的系統(tǒng)運作必須提供理想的運作條件，使所有系統(tǒng)內的組件均能發(fā)揮最大的功能與最長的使用年限。
下列幾個方式，可用來選擇一般用的風扇馬達：
1.算出設備內部產生的熱量。
2.決定設備內部所能允許的溫度上升范圍。
3.從方程式計算所需的風量。
如果已知系統(tǒng)設備內部散熱量與允許的總溫度上升量，可得到冷卻設備所需的風量。

以下為基本的熱轉換方程式：

　　 H = Cp × W × △ T
　　 其中
　　 H = 熱轉換量
　　 Cp = 空氣比熱
　　 △ T = 設備內上升的溫度
　　 W = 流動空氣重量
　　 我們已知 W = CFM × D其中 D = 空氣密度經由代換后，我們得到 :再由轉換因子 (conversion factors)與代入海平面空氣的比熱與密度，可得到以下的散熱方程式：CFM = 3160 × 千瓦／△℉
　　例如：設備內部消耗電功率為 500瓦，溫差為攝氏10度：

靜壓換算表