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1、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
2、，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：传导热量为）= -XA （肿皿）式中A热导率；1血积：“ /土巳温度变化率：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0C时的热导率（表一）化学符号热导率金属化学符号熱导率铝A10.203Ni0.Q5WBi0.00837SnW山
3、Pa0()674铁Fe0.06】9钳Pt0.0695铁f含的钢）0.04S5|Ji金Au0.296汞Hg0.00636k0.059Pb0X)3520.0933也fL41钾K1).099Sb0,0136姑（.混A 0Cg0.0692116回锂10.070钛18.().0544錢哋0.155确（45时）TcQ.m铜Qioiw碳（煤烟C钿Ma0.146跋石墨）C0.0157钠Na0.135气体在0C时的热导率（表二）热导率 X l(rJ/ CkWZ (ml：)物晅分子式勲导率X 10 5/ (內7 ( m T )氮屯2.282.SJ氮XI j2.00氮f L4.44Ar1.58汞(20TC )盹(1
4、.772苯G耳0.825醇(100誓)Q Hi OilJ.%水蒸气 100七）SO2. 17氯1.37空气2.21二乙醸（仏也O.7IR氮氐J3.9L2I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
5、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56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：9切（尸-处）式中7热辐射系
6、数；T辐射血的热丿J学温度；T.吸热血热丿J学温度。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A1,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）衣面物质表哪恃征A表血物质A金属:石平滑蓟 Yuinng, 9-d-tikT Ca LqM a.KiMiORk?ia am
7、2.fi43r?i-aCd 丄问mcv-2.0!i3aara l.$E7Cp-aH irLiSJe-ew s. Ywu-ami uni-in mMe-fliH LWSc-4M jaaai-aiM -l5TSa-4M ihALeYW H&aEN 9!TLa-dM QlE-dlM 倔I制 7丹亍9甲； -2-S5I9r-41M（图十，样品1）从上述测试图（图九&图十），我们还可以看出利用Maxwell磁场模拟分析发现样品1 （T铁开孔）的磁通分布曲线中的最大BL值，比样品2低，再经LMS测试实际样品，同样发现样品1的BL值明显低于样品2,故而影响到扬声器的Qts值。（表四）参数Rdc(Q)Fs(H
8、z)QmsQesQtsVas (Lt r)Mmd (g)BL(TM)T铁 开孔T铁 成本 (RMB)样品13.3295.8341.5871.248104.163108.966.70620mm27.03样品23.329.64.291.2160.94899.317108.967.926N/A26.43结论：综合上述我们发现扬声器散热尽管有很多种方式可以采用，但在空气对流 方式上，由其是大口径，大功率、大振幅的产品，如何利用对流让音圈保持温升 和降低温升在选择对流方式上是非常重要的，从样品2及表四中我们可看出T铁 的加工成本要比样品 1 低，而且更有效的利用了磁场磁束。从两只样品的功率试 验T铁及音圈温度测试来看，T铁开孔的样品明显高于盆架开孔的样品，同时验 证采用盆架开孔散热比T铁开孔散热效果更好。参考文献新编扬声器优化设计与生产装配与检测维修技术标准-于玲中国科技文化出版社出版时间：2006年9 月第1 版扬声器磁路的散热设计-王富裕2006 年南京大学电声系列讲座（深圳）磁路系统设计讲座学习资料实用扬声器技术手册-王以真国防工业出版社 出版时间：2003年 4月第1 版
扬声器的散热方式及应用
