2024年3月25日发(作者：柔元正)
目录
1 概述 ..................................................................1
1.1 热设计的目的 ........................................................1
1.2 热设计的基本问题 ....................................................1
1.3 热设计应遵循的原则 ..................................................1
2 热设计的基本知识 ....................................................3
2.1 基本概念 ................................................................3
2.2 热量传递的基本方式极其基本方程式.................................5
2.3 增强散热的方式........................................................6
3 自然对流散热 ..........................................................7
3.1 自然对流热设计应考虑的问题 ............................................7
3.2 自然对流换热系数的计算 .............................................. 9
4 强迫对流散热——风扇冷却..............................................11
4.1 风道的设计 ..........................................................11
4.2 抽风与鼓风的区别 ....................................................16
4.3 风扇选型设计 ........................................................17
4.4 机柜/箱强迫风冷热设计 ................................................22
5 单板元器件安全性热分析................................................24
5.1 元器件温升校核计算 .................................................. 24
5.2 元器件的传热分析 ....................................................27
5.3 散热器选型参数的确定 ................................................27
5.4 散热器选用与安装的原则 ..............................................29
6 通信产品热设计步骤 ........................................................30
7 附录 .....................................................................32
7.1 热仿真软件介绍 .............................................................32
7.2 参考文献 .....................................................................32
第一章 概 述
第一章 概 述
1.1 热设计的目的
采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的 工作环
境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行
的可靠性。
1.2 热设计的基本问题
1.2.1 耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度；
1.2.2 热量以导热、对流及辐射传递出去，每种形式传递的热量与其热阻成反比；
1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数；
1.2.4 所有的冷却系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条
件，同时满足可靠性要求；
1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行
权衡分析，折衷解决；
1.2.6 热设计中允许有较大的误差；
1.2.7 热设计应考虑的因素：包括
结构与尺寸
功耗
产品的经济性
与所要求的元器件的失效率相应的温度极限
电路布局
工作环境
1.3 遵循的原则
1.3.1热设计应与电气设计、结构设计同时进行，使热设计、结构设计、电气设计相互
兼顾;
1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准;
1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求，以保证设备内的元器件均能在设定的热环境中
长期正常工作。
1.3.4 每个元器件的参数选择及安装位置及方式必须符合散热要求；
1.3.5 在规定的使用期限内，冷却系统(如风扇等)的故障率应比元件的故障率低；
1.3.6 在进行热设计时，应考虑相应的设计余量，以避免使用过程中因工况发生变化而
引起的热耗散及流动阻力的增加。
1.3.7 热设计不能盲目加大散热余量，尽量使用自然对流或低转速风扇等可靠性高的冷
却方式。使用风扇冷却时，要保证噪音指标符合标准要求。
2024年3月25日发(作者：柔元正)
目录
1 概述 ..................................................................1
1.1 热设计的目的 ........................................................1
1.2 热设计的基本问题 ....................................................1
1.3 热设计应遵循的原则 ..................................................1
2 热设计的基本知识 ....................................................3
2.1 基本概念 ................................................................3
2.2 热量传递的基本方式极其基本方程式.................................5
2.3 增强散热的方式........................................................6
3 自然对流散热 ..........................................................7
3.1 自然对流热设计应考虑的问题 ............................................7
3.2 自然对流换热系数的计算 .............................................. 9
4 强迫对流散热——风扇冷却..............................................11
4.1 风道的设计 ..........................................................11
4.2 抽风与鼓风的区别 ....................................................16
4.3 风扇选型设计 ........................................................17
4.4 机柜/箱强迫风冷热设计 ................................................22
5 单板元器件安全性热分析................................................24
5.1 元器件温升校核计算 .................................................. 24
5.2 元器件的传热分析 ....................................................27
5.3 散热器选型参数的确定 ................................................27
5.4 散热器选用与安装的原则 ..............................................29
6 通信产品热设计步骤 ........................................................30
7 附录 .....................................................................32
7.1 热仿真软件介绍 .............................................................32
7.2 参考文献 .....................................................................32
第一章 概 述
第一章 概 述
1.1 热设计的目的
采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的 工作环
境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行
的可靠性。
1.2 热设计的基本问题
1.2.1 耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度；
1.2.2 热量以导热、对流及辐射传递出去，每种形式传递的热量与其热阻成反比；
1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数；
1.2.4 所有的冷却系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条
件，同时满足可靠性要求；
1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行
权衡分析，折衷解决；
1.2.6 热设计中允许有较大的误差；
1.2.7 热设计应考虑的因素：包括
结构与尺寸
功耗
产品的经济性
与所要求的元器件的失效率相应的温度极限
电路布局
工作环境
1.3 遵循的原则
1.3.1热设计应与电气设计、结构设计同时进行，使热设计、结构设计、电气设计相互
兼顾;
1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准;
1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求，以保证设备内的元器件均能在设定的热环境中
长期正常工作。
1.3.4 每个元器件的参数选择及安装位置及方式必须符合散热要求；
1.3.5 在规定的使用期限内，冷却系统(如风扇等)的故障率应比元件的故障率低；
1.3.6 在进行热设计时，应考虑相应的设计余量，以避免使用过程中因工况发生变化而
引起的热耗散及流动阻力的增加。
1.3.7 热设计不能盲目加大散热余量，尽量使用自然对流或低转速风扇等可靠性高的冷
却方式。使用风扇冷却时，要保证噪音指标符合标准要求。