扬声器的散热方式及应用.docx

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扬声器的散热方式及应用

扬声器的散热方式及应用

【摘要】文章通过对扬声器的散热方式介绍，针对不同方式进行比较，利于在设计扬声器散热方式时做出合适的选择。

【关键词】扬声器，音圈，T铁，传导，辐射，对流，热导率。

引言:

扬声器的寿命有多长，承受功率有多大，这是大家所关心的，也是客户和设计者一直追求的，人们知道扬声器的功率和寿命主要受音圈的制约，也就是人们常说的，比喻音圈为扬声器的心脏，音圈的损坏将导致扬声器工作终结，而音圈的损坏有热损坏和机械损坏，尤其是热损坏最容易发生，也是音圈损坏的主要因素。

人们知道扬声器的功率越大，热能就越大，导致音圈温度上升，如果这时不能很好地给予音圈提供散热，当音圈材料达到承受极限时就会烧毁，为此众多设计者绞尽脑汁开发了很多种散热方法和利用辅助材料对扬声器进行散热，这些方法中从单一的热能降低来说是可行的，但一定程度影响了对扬声器成本及其它参数性能，究竟哪种方法是最有效的和实用的，通过下述方案讨论，希望能给设计者和读者一些帮助及参考。

正文：

散热的方式

人们早已知道热传播的3种方式：

“传导、辐射、对流”具体方式及应用如下：

1.传导

　传导主要是考虑物质的热导率，如何选择好的热传导物质特性可参考下述表单

金属在0ºC时的热导率（表一）

气体在0ºC时的热导率（表二）

通过上表可发现热导率最好的依次是金、银、铜、铝，由于金银物质成本昂贵的原因，很少被采用，而用的最多是铜和铝，扬声器的磁路基材是铁，铜的导热能力是铁的6.268倍，铝的导热能力是铁的3.279倍，热导率为每单位时间内通过平面层的热量，我们知道音圈的温度首先是通过空气传导给T铁、磁铁、华司，再经表面热辐射而损耗，为了能让空气很好传导热能，所以很多扬声器磁路设计在T铁中柱上面增加铝环或铜环，有的是在T铁背面增加铝散热片，此举作用一是扩大散热面积，二是增大传导热量，三是铝材不影响磁路特性参数，为了改善空气的热传导，也有很多设计应用了磁液，因为在磁路间隙中，音圈的热量依靠传导方式散热时利用的是空气，通过上表我们看出空气的热传导率又很低，而磁液的热传导率是空气的5~6倍，所以在高音扬声器被广泛的应用，但不管是用何方式或材质无疑都会增加扬声器的成本，相对成本考虑、设计采用较少，只是作为客户的卖点！

实例：

为了改善和加强散热，特意在T铁中柱上增加一截铝柱，如图一所示：

（图一）

2.辐射

　我们知道扬声器的热源，主要是音圈，当它发热时便与磁路系统产生了温差，而两物体表面存在温差即有了辐射，单位面积热辐射量为：

由上式可见，辐射温差愈大，则辐射量愈大，对扬声器而言，当温度较高时，辐射密度不可忽视。

热辐射系数与物体表面特性及色泽有关，物体辐射能力与吸收能是一致的，吸热系数大，热辐射系数亦大，深色表面及粗糙表面的吸热系数大，绝对黑色体A≈1，所以很多扬声器设计采用了黑色铝管音圈，黑色表面T铁和华司，甚至用黑色铝盆架，因为辐射的能量关系，通常辐射方式会与传导及对流方式并用。

下表是各种物体吸热系数（A）的值，供参考。

吸热系数表（表三）

3.对流

（空气流动引起的强迫热交换，与音圈面积无关，热效率取决于热空气体积速度），

（

内间隙面积，

中间通孔面积，

活塞振动速度，

防尘帽下方挤压空气的面积）

我们通常都采用开孔方法，根据磁路结构和特性开孔方式的功效各有千秋，当然用的最多的还是在T铁中柱开孔，也有的在弹波面或防尘盖以下鼓纸颈部开口，音圈管开孔等等，这些所作除了散热功效外，还可对扬声器内部起到缓解压力的作用，（因为在磁路间隙中，防尘盖以下是一个封闭空间，会对扬声器振动系统起粘滞作用），下图是扬声器采用空气对流设计各种开孔方式：

（图二）（图三）

（图四）（图五）

散热模型

在上述的方案中，确实对散热有些帮助，但也给众多设计者带去更多的艰难决择，因为我们知道，所有的开孔都会形成气流通道，从而形成另外的气流声，就是人们常碰到的开孔过小形成的啸叫（喘流噪声）气流速度达到空气速度的5%以上即开始，10%空气速度噪声明显。

在鼓纸和弹波上的开孔，无疑也会影响它们的强度，所有的这些工艺增加同样带来加工成本的增加，这些已形成共识，不会让大多数人引起重视，但是T铁开孔过大引起的扬声器参数改变却不容忽视，笔者曾试作两个12”低音扬声器（T铁开孔和不开孔），进行了两种不同对流散热模式进行比较，参考下图。