2024年5月22日发(作者：晁温韦)
散热器的选型与计算
以7805为例说明问题.
设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W
按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那
么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出.
正确的设计方法是:
首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温
TJMAX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃
/2.45W=26℃/W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,
均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热
片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻.
计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即
54//x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足.
散热器的计算:
总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/Pd
Tjmax :芯组最大结温150℃
Ta :环境温度85℃
Pd : 芯组最大功耗
Pd=输入功率-输出功率
={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2
=5.5℃/W
1
总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳
热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两
者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知 RQj-C=1.0
RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻
RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C
其中k:导热率 铝为2.08
d:散热器厚度cm
A:散热器面积cm2
C:修正因子 取1
按现有散热器考虑,d=1.0 A=17.6×7+17.6×1×13
算得 散热器热阻RQd-a=4.1℃/W,
散热器选择及散热计算
目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率
模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，
便于散热。进行大功率器件及功率模块的散热计算，其目的是在确定
的散热条件下选择合适的散热器，以保证器件或模块安全、可靠地工
作。
散热计算
任何器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗变成热量。小
功率器件损耗小，无需散热装置。而大功率器件损耗大，若不采取散
2
热措施，则管芯的温度可达到或超过允许的结温，器件将受到损坏。
因此必须加散热装置，最常用的就是将功率器件安装在散热器上，利
用散热器将热量散到周围空间，必要时再加上散热风扇，以一定的风
速加强冷却散热。在某些大型设备的功率器件上还采用流动冷水冷却
板，它有更好的散热效果。散热计算就是在一定的工作条件下，通过
计算来确定合适的散热措施及散热器。功率器件安装在散热器上。它
的主要热流方向是由管芯传到器件的底部，经散热器将热量散到周围
空间。若没有风扇以一定风速冷却，这称为自然冷却或自然对流散热。
热量在传递过程有一定热阻。由器件管芯传到器件底部的热阻为
RJC，器件底部与散热器之间的热阻为RCS，散热器将热量散到周围
空间的热阻为RSA，总的热阻RJA="R"JC+RCS+RSA。若器件的最大功
率损耗为PD，并已知器件允许的结温为TJ、环境温度为TA，可以按
下式求出允许的总热阻RJA。
RJA≤(TJ-TA)/PD
则计算最大允许的散热器到环境温度的热阻RSA为
RSA≤({T_{J}-T_{A}}over{P_{D}})-(RJC+RCS)
出于为设计留有余地的考虑，一般设TJ为125℃。环境温度也要考
虑较坏的情况，一般设TA=40℃60℃。RJC的大小与管芯的尺寸封装
结构有关，一般可以从器件的数据资料中找到。RCS的大小与安装技
术及器件的封装有关。如果器件采用导热油脂或导热垫后，再与散热
器安装，其RCS典型值为0.10.2℃/W;若器件底面不绝缘，需要另外
3
加云母片绝缘，则其RCS可达1℃/W。PD为实际的最大损耗功率，可
根据不同器件的工作条件计算而得。这样，RSA可以计算出来，根据
计算的RSA值可选合适的散热器了。
散热器简介
小型散热器(或称散热片)由铝合金板料经冲压工艺及表面处理
制成，而大型散热器由铝合金挤压形成型材，再经机械加工及表面处
理制成。它们有各种形状及尺寸供不同器件安装及不同功耗的器件选
用。散热器一般是标准件，也可提供型材，由用户根据要求切割成一
定长度而制成非标准的散热器。散热器的表面处理有电泳涂漆或黑色
氧极化处理，其目的是提高散热效率及绝缘性能。在自然冷却下可提
高10-15%，在通风冷却下可提高3%，电泳涂漆可耐压500800V。
散热器厂家对不同型号的散热器给出热阻值或给出有关曲线，并
且给出在不同散热条件下的不同热阻值。
计算实例
一功率运算放大器PA02(APEX公司产品)作低频功放，其电路如
图1所示。器件为8引脚TO-3金属外壳封装。器件工作条件如下:
工作电压VS为18V;负载阻抗RL为4，工作频率直流条件下可到5kHz，
环境温度设为40℃，采用自然冷却。
查PA02器件资料可知:静态电流IQ典型值为27mA，最大值为
40mA;器件的RJC(从管芯到外壳)典型值为2.4℃/W，最大值为2.6℃
/W。
器件的功耗为PD:
4
PD=PDQ+PDOUT
式中PDQ为器件内部电路的功耗，PDOUT为输出功率的功耗。
PDQ=IQ(VS+|-VS|)，PDOUT=V^{2}_{S}/4RL，代入上式
PD=IQ(VS+|-VS|)+V^{2}_{S}/4RL=37mA(36V)+18V2/44=21.6W
式中静态电流取37mA。
散热器热阻RSA计算:RSA≤
({T_{J}-T_{A}}over{P_{D}})-(R_{JC}+R_{CS}})
为留有余量，TJ设125℃，TA设为40℃，RJC取最大值
(RJC="2".6℃/W)，RCS取0.2℃/W，(PA02直接安装在散热器上，中
间有导热油脂)。将上述数据代入公式得
RSA≤{125℃-40℃}over{21.6W}-(2.6℃/W+0.2℃/W)≤1.135℃
/W
HSO4在自然对流时热阻为0.95℃/W，可满足散热要求。
注意事项
1.在计算中不能取器件数据资料中的最大功耗值，而要根据实际
条件来计算;数据资料中的最大结温一般为150℃，在设计中留有余
地取125℃，环境温度也不能取25℃(要考虑夏天及机箱的实际温
度)。
2.散热器的安装要考虑利于散热的方向，并且要在机箱或机壳上
相应的位置开散热孔(使冷空气从底部进入，热空气从顶部散出)。
3.若器件的外壳为一电极，则安装面不绝缘(与内部电路不绝
缘)。安装时必须采用云母垫片来绝缘，以防止短路。
5
4.器件的引脚要穿过散热器，在散热器上要钻孔。为防止引脚与
孔壁相碰，应套上聚四氟乙稀套管。
5.另外，不同型号的散热器在不同散热条件下有不同热阻，可供
设计时参改，即在实际应用中可参照这些散热器的热阻来计算，并可
采用相似的结构形状(截面积、周长)的型材组成的散热器来代用。
6.在上述计算中，有些参数是设定的，与实际值可能有出入，代
用的型号尺寸也不完全相同，所以在批量生产时应作模拟试验来证实
散热器选择是否合适，必要时做一些修正(如型材的长度尺寸或改变
型材的型号等)后才能作批量生产。
散热器选型，散热面积理论计算及风扇选择。
(2010-11-23 23:51:57)
转载
标
签：
杂谈
散热器选择的计算方法
一，各热参数定义：
Rja——— 总热阻，℃/W；
Rjc———器件的内热阻，℃/W；
Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻，℃/W；
Rsa——— 散热器热阻，℃/W；
6
Tj——— 发热源器件内结温度，℃；
Tc———发热源器件表面壳温度，℃；
Ts——— 散热器温度，℃；
Ta——— 环境温度，℃；
Pc———器件使用功率，W；
ΔTsa ——— 散热器温升，℃；
二，散热器选择：
Rsa =(Tj-Ta)／Pc - Rjc -Rcs
式中：Rsa（散热器热阻）是选择散热器的主要依据。
Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数，
Pc 是设计要求的参数，
Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/（接
触面积X接触材料导热系数）。
（1） 计算总热阻Rja：Rja= (Tjmax-Ta)／Pc
（2） 计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa：Rsa = Rja－Rtj－Rtc
ΔTsa＝
Rsa×Pc
（3）确定散热器
按照散热器的工作条件（自然冷却或强迫风冷），根据Rsa
或ΔTsa 和Pc 选择散热器，查所选散热器的散热曲线（Rsa 曲线或
7
ΔTsa 线），曲线上查出的值小于计算值时，就找到了合适的热阻散
热器及其对应的风速，根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热
器流阻曲线上风速对应的阻力压降，选择满足流量和压力工作点的风
扇。
散热器热阻曲线
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
三，散热器尺寸设计：
对于散热器，当无法找到热阻曲线或温升曲线时，可以按
以下方法确定：
按上述公式求出散热器温升ΔTsa，然后计算散热器的综合
换热系数α：
8
α＝7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)／20]}
式中：
ψ1——— 描写散热器L/b 对α的影响，（L 为散热器的长度，b 为
两肋片的间距）；
ψ2——— 描写散热器h/b 对α的影响，（h 为散热器肋片的高度）；
ψ3——— 描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响；
√√ [(Tf-Ta)／20]———描写散热器表面最高温度对周围环境的
温升对α的影响；
以上参数可以查表得到。
计算两肋片间的表面所散的功率q0
q0 =α×ΔTfa×（2h+b）×L
根据单面带肋或双面带肋散热器的肋片数n,计算散热功
率Pc′
单面肋片：Pc′＝nq0
双面肋片：Pc′＝2nq0
（单面肋，简单的说，就是一边带肋，一边是一个平面。利于在特定
场合下的装配，例如在电源模块上。）
若Pc′ ＞Pc 时则能满足要求。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
四，估算散热器表面积：
9
由Q=HA（T1-T2）结合修正系数推得：
S = 0.86W/(△T*a))
(平方米)
式中
△T——散热器温度与周围环境温度（Ta）之差（℃）；
α（h）——换热系数，是由空气的物理性质及空气流速决定的。
α的值可以表示为:
α= Nu*λ/L
式中λ——热电导率由空气的物理性质决定；
L——散热器高度；
Nu——空气流速系数。
Nu值由下式决定
Nu = 0.664* [(V/V1)^(1/2)]*[Pr^(1/3)]
式中 V——动黏性系数，是空气的物理性质；
V1——散热器表面的空气流速；
Pr——参数（见下表）。
温度t/℃ 动黏性系数 热电导率 Pr
0 0.138 0.0207 0.72
10
20
40
60
80
100
120
0.156
0.175
0.196
0.217
0.230
0.262
0.0221
0.0234
0.0247
0.0260
0.0272
0.0285
0.71
0.71
0.71
0.70
0.70
0.70
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`
五，计算阻力压降：
计算流经散热器阻力压降：
在算出换热系数h（α）之后，根据预选的散热器表面的空气流速V，
计算流经散热器的空气阻力压降：
△P=f*（L/D）*(1/2)*(ρV
2
)
式中： ΔP —— 沿程压力损失，Pa；
11
V —— 空气平均流速，m/s；
f —— 沿程阻力系数；
ρ —— 空气密度，kg/m3；
L —— 沿程长度，m；
D —— 当量直径，m。（D=4散热器截面面积/截
面周长）。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
六，计算流量：
计算流经散热器流量
Q=AV
式中
Q---流量
A--风量流经散热器截面积
V---风量流经散热器风速
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
七，风扇选择：
根据计算获得的Q和△P，选择风扇PQ曲线内包含Q与△P点即可。
12
风扇PQ曲线
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线分别代表不同系统的特性曲线。系统特性曲线与
风扇的特性曲线的交点就是该风扇的工作点，推荐系统工作在C 点，
低阻力工作点。
芯片散热的热传导计算
技术分类： 微处理器与DSP 消费电子设计 | 2006-12-04
来源：电子产品世界 | 作者：3M中国有限公司北京技术中心 方科
13
式中：Z为导热材料的热阻抗，A为传热面积。芯片的
工作温度T2为：
T2＝T1+P×R (6)
式中：T1为空气温度；P为芯片的发热功率；R为热
传导过程的总热阻。芯片的热阻和功率可以从芯片和散热器的技术规
格中获得，散热器的热阻可以从散热器的技术规格中得到，从而可以
计算出芯片的工作温度T2。
实例
下面通过一个实例来计算芯片的工作温度。芯片的热
阻为1.75℃/W，功率为5W，最高工作温度为90℃，散热器热阻为1.5℃
/W，导热材料的热阻抗Z为5.8℃cm2/W，导热材料的传热面积为5cm2，
周围环境温度为50℃。导热材料理论热阻R4为：
R4＝Z/A＝5.8 (℃·cm2/W)/ 5(cm2)=1.16℃
/W (7)
由于导热材料同芯片和散热器之间不可能达到100％
的结合，会存在一些空气间隙，因此导热材料的实际热阻要大于理论
热阻。假定导热材料同芯片和散热器之间的结合面积为总面积的
60％，则实际热阻R3为：
R3＝R4/60%＝1.93℃/W (8)
14
总热阻R为： R="R1"+R2+R3=5.18℃/W (9)
芯片的工作温度T2为： T2＝T1+P×R＝50℃+(5W
× 5.18℃/W)＝75.9℃ (10)
可见，芯片的实际工作温度75.9℃小于芯片的最高工
作温度90℃，处于安全工作状态。
如果芯片的实际工作温度大于最高工作温度，那就需
要重新选择散热性能更好的散热器，增加散热面积，或者选择导热效
果更优异的导热材料，提高整体散热效果，从而保持芯片的实际工作
温度在允许范围以内。
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2024年5月22日发(作者：晁温韦)
散热器的选型与计算
以7805为例说明问题.
设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W
按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那
么将会达到7805的热保护点150℃,7805会断开输出.
正确的设计方法是:
首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出7805的最高结温
TJMAX=125℃,那么允许的温升是65℃.要求的热阻是65℃
/2.45W=26℃/W.再查7805的热阻,TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,
均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热
片的时候,应该加上4℃/W的壳到散热片的热阻.
计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即
54//x=26,x=50℃/W.其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足.
散热器的计算:
总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/Pd
Tjmax :芯组最大结温150℃
Ta :环境温度85℃
Pd : 芯组最大功耗
Pd=输入功率-输出功率
={24×0.75+(-24)×(-0.25)}-9.8×0.25×2
=5.5℃/W
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总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a,其中包括结壳
热阻RQj-C和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两
者并联构成总热阻.管芯到环境的热阻经查手册知 RQj-C=1.0
RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a应<6.4. 散热器热阻
RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C
其中k:导热率 铝为2.08
d:散热器厚度cm
A:散热器面积cm2
C:修正因子 取1
按现有散热器考虑,d=1.0 A=17.6×7+17.6×1×13
算得 散热器热阻RQd-a=4.1℃/W,
散热器选择及散热计算
目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率
模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，
便于散热。进行大功率器件及功率模块的散热计算，其目的是在确定
的散热条件下选择合适的散热器，以保证器件或模块安全、可靠地工
作。
散热计算
任何器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗变成热量。小
功率器件损耗小，无需散热装置。而大功率器件损耗大，若不采取散
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热措施，则管芯的温度可达到或超过允许的结温，器件将受到损坏。
因此必须加散热装置，最常用的就是将功率器件安装在散热器上，利
用散热器将热量散到周围空间，必要时再加上散热风扇，以一定的风
速加强冷却散热。在某些大型设备的功率器件上还采用流动冷水冷却
板，它有更好的散热效果。散热计算就是在一定的工作条件下，通过
计算来确定合适的散热措施及散热器。功率器件安装在散热器上。它
的主要热流方向是由管芯传到器件的底部，经散热器将热量散到周围
空间。若没有风扇以一定风速冷却，这称为自然冷却或自然对流散热。
热量在传递过程有一定热阻。由器件管芯传到器件底部的热阻为
RJC，器件底部与散热器之间的热阻为RCS，散热器将热量散到周围
空间的热阻为RSA，总的热阻RJA="R"JC+RCS+RSA。若器件的最大功
率损耗为PD，并已知器件允许的结温为TJ、环境温度为TA，可以按
下式求出允许的总热阻RJA。
RJA≤(TJ-TA)/PD
则计算最大允许的散热器到环境温度的热阻RSA为
RSA≤({T_{J}-T_{A}}over{P_{D}})-(RJC+RCS)
出于为设计留有余地的考虑，一般设TJ为125℃。环境温度也要考
虑较坏的情况，一般设TA=40℃60℃。RJC的大小与管芯的尺寸封装
结构有关，一般可以从器件的数据资料中找到。RCS的大小与安装技
术及器件的封装有关。如果器件采用导热油脂或导热垫后，再与散热
器安装，其RCS典型值为0.10.2℃/W;若器件底面不绝缘，需要另外
3
加云母片绝缘，则其RCS可达1℃/W。PD为实际的最大损耗功率，可
根据不同器件的工作条件计算而得。这样，RSA可以计算出来，根据
计算的RSA值可选合适的散热器了。
散热器简介
小型散热器(或称散热片)由铝合金板料经冲压工艺及表面处理
制成，而大型散热器由铝合金挤压形成型材，再经机械加工及表面处
理制成。它们有各种形状及尺寸供不同器件安装及不同功耗的器件选
用。散热器一般是标准件，也可提供型材，由用户根据要求切割成一
定长度而制成非标准的散热器。散热器的表面处理有电泳涂漆或黑色
氧极化处理，其目的是提高散热效率及绝缘性能。在自然冷却下可提
高10-15%，在通风冷却下可提高3%，电泳涂漆可耐压500800V。
散热器厂家对不同型号的散热器给出热阻值或给出有关曲线，并
且给出在不同散热条件下的不同热阻值。
计算实例
一功率运算放大器PA02(APEX公司产品)作低频功放，其电路如
图1所示。器件为8引脚TO-3金属外壳封装。器件工作条件如下:
工作电压VS为18V;负载阻抗RL为4，工作频率直流条件下可到5kHz，
环境温度设为40℃，采用自然冷却。
查PA02器件资料可知:静态电流IQ典型值为27mA，最大值为
40mA;器件的RJC(从管芯到外壳)典型值为2.4℃/W，最大值为2.6℃
/W。
器件的功耗为PD:
4
PD=PDQ+PDOUT
式中PDQ为器件内部电路的功耗，PDOUT为输出功率的功耗。
PDQ=IQ(VS+|-VS|)，PDOUT=V^{2}_{S}/4RL，代入上式
PD=IQ(VS+|-VS|)+V^{2}_{S}/4RL=37mA(36V)+18V2/44=21.6W
式中静态电流取37mA。
散热器热阻RSA计算:RSA≤
({T_{J}-T_{A}}over{P_{D}})-(R_{JC}+R_{CS}})
为留有余量，TJ设125℃，TA设为40℃，RJC取最大值
(RJC="2".6℃/W)，RCS取0.2℃/W，(PA02直接安装在散热器上，中
间有导热油脂)。将上述数据代入公式得
RSA≤{125℃-40℃}over{21.6W}-(2.6℃/W+0.2℃/W)≤1.135℃
/W
HSO4在自然对流时热阻为0.95℃/W，可满足散热要求。
注意事项
1.在计算中不能取器件数据资料中的最大功耗值，而要根据实际
条件来计算;数据资料中的最大结温一般为150℃，在设计中留有余
地取125℃，环境温度也不能取25℃(要考虑夏天及机箱的实际温
度)。
2.散热器的安装要考虑利于散热的方向，并且要在机箱或机壳上
相应的位置开散热孔(使冷空气从底部进入，热空气从顶部散出)。
3.若器件的外壳为一电极，则安装面不绝缘(与内部电路不绝
缘)。安装时必须采用云母垫片来绝缘，以防止短路。
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4.器件的引脚要穿过散热器，在散热器上要钻孔。为防止引脚与
孔壁相碰，应套上聚四氟乙稀套管。
5.另外，不同型号的散热器在不同散热条件下有不同热阻，可供
设计时参改，即在实际应用中可参照这些散热器的热阻来计算，并可
采用相似的结构形状(截面积、周长)的型材组成的散热器来代用。
6.在上述计算中，有些参数是设定的，与实际值可能有出入，代
用的型号尺寸也不完全相同，所以在批量生产时应作模拟试验来证实
散热器选择是否合适，必要时做一些修正(如型材的长度尺寸或改变
型材的型号等)后才能作批量生产。
散热器选型，散热面积理论计算及风扇选择。
(2010-11-23 23:51:57)
转载
标
签：
杂谈
散热器选择的计算方法
一，各热参数定义：
Rja——— 总热阻，℃/W；
Rjc———器件的内热阻，℃/W；
Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻，℃/W；
Rsa——— 散热器热阻，℃/W；
6
Tj——— 发热源器件内结温度，℃；
Tc———发热源器件表面壳温度，℃；
Ts——— 散热器温度，℃；
Ta——— 环境温度，℃；
Pc———器件使用功率，W；
ΔTsa ——— 散热器温升，℃；
二，散热器选择：
Rsa =(Tj-Ta)／Pc - Rjc -Rcs
式中：Rsa（散热器热阻）是选择散热器的主要依据。
Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数，
Pc 是设计要求的参数，
Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/（接
触面积X接触材料导热系数）。
（1） 计算总热阻Rja：Rja= (Tjmax-Ta)／Pc
（2） 计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa：Rsa = Rja－Rtj－Rtc
ΔTsa＝
Rsa×Pc
（3）确定散热器
按照散热器的工作条件（自然冷却或强迫风冷），根据Rsa
或ΔTsa 和Pc 选择散热器，查所选散热器的散热曲线（Rsa 曲线或
7
ΔTsa 线），曲线上查出的值小于计算值时，就找到了合适的热阻散
热器及其对应的风速，根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热
器流阻曲线上风速对应的阻力压降，选择满足流量和压力工作点的风
扇。
散热器热阻曲线
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
三，散热器尺寸设计：
对于散热器，当无法找到热阻曲线或温升曲线时，可以按
以下方法确定：
按上述公式求出散热器温升ΔTsa，然后计算散热器的综合
换热系数α：
8
α＝7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)／20]}
式中：
ψ1——— 描写散热器L/b 对α的影响，（L 为散热器的长度，b 为
两肋片的间距）；
ψ2——— 描写散热器h/b 对α的影响，（h 为散热器肋片的高度）；
ψ3——— 描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响；
√√ [(Tf-Ta)／20]———描写散热器表面最高温度对周围环境的
温升对α的影响；
以上参数可以查表得到。
计算两肋片间的表面所散的功率q0
q0 =α×ΔTfa×（2h+b）×L
根据单面带肋或双面带肋散热器的肋片数n,计算散热功
率Pc′
单面肋片：Pc′＝nq0
双面肋片：Pc′＝2nq0
（单面肋，简单的说，就是一边带肋，一边是一个平面。利于在特定
场合下的装配，例如在电源模块上。）
若Pc′ ＞Pc 时则能满足要求。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
四，估算散热器表面积：
9
由Q=HA（T1-T2）结合修正系数推得：
S = 0.86W/(△T*a))
(平方米)
式中
△T——散热器温度与周围环境温度（Ta）之差（℃）；
α（h）——换热系数，是由空气的物理性质及空气流速决定的。
α的值可以表示为:
α= Nu*λ/L
式中λ——热电导率由空气的物理性质决定；
L——散热器高度；
Nu——空气流速系数。
Nu值由下式决定
Nu = 0.664* [(V/V1)^(1/2)]*[Pr^(1/3)]
式中 V——动黏性系数，是空气的物理性质；
V1——散热器表面的空气流速；
Pr——参数（见下表）。
温度t/℃ 动黏性系数 热电导率 Pr
0 0.138 0.0207 0.72
10
20
40
60
80
100
120
0.156
0.175
0.196
0.217
0.230
0.262
0.0221
0.0234
0.0247
0.0260
0.0272
0.0285
0.71
0.71
0.71
0.70
0.70
0.70
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`
五，计算阻力压降：
计算流经散热器阻力压降：
在算出换热系数h（α）之后，根据预选的散热器表面的空气流速V，
计算流经散热器的空气阻力压降：
△P=f*（L/D）*(1/2)*(ρV
2
)
式中： ΔP —— 沿程压力损失，Pa；
11
V —— 空气平均流速，m/s；
f —— 沿程阻力系数；
ρ —— 空气密度，kg/m3；
L —— 沿程长度，m；
D —— 当量直径，m。（D=4散热器截面面积/截
面周长）。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
六，计算流量：
计算流经散热器流量
Q=AV
式中
Q---流量
A--风量流经散热器截面积
V---风量流经散热器风速
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
七，风扇选择：
根据计算获得的Q和△P，选择风扇PQ曲线内包含Q与△P点即可。
12
风扇PQ曲线
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线分别代表不同系统的特性曲线。系统特性曲线与
风扇的特性曲线的交点就是该风扇的工作点，推荐系统工作在C 点，
低阻力工作点。
芯片散热的热传导计算
技术分类： 微处理器与DSP 消费电子设计 | 2006-12-04
来源：电子产品世界 | 作者：3M中国有限公司北京技术中心 方科
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式中：Z为导热材料的热阻抗，A为传热面积。芯片的
工作温度T2为：
T2＝T1+P×R (6)
式中：T1为空气温度；P为芯片的发热功率；R为热
传导过程的总热阻。芯片的热阻和功率可以从芯片和散热器的技术规
格中获得，散热器的热阻可以从散热器的技术规格中得到，从而可以
计算出芯片的工作温度T2。
实例
下面通过一个实例来计算芯片的工作温度。芯片的热
阻为1.75℃/W，功率为5W，最高工作温度为90℃，散热器热阻为1.5℃
/W，导热材料的热阻抗Z为5.8℃cm2/W，导热材料的传热面积为5cm2，
周围环境温度为50℃。导热材料理论热阻R4为：
R4＝Z/A＝5.8 (℃·cm2/W)/ 5(cm2)=1.16℃
/W (7)
由于导热材料同芯片和散热器之间不可能达到100％
的结合，会存在一些空气间隙，因此导热材料的实际热阻要大于理论
热阻。假定导热材料同芯片和散热器之间的结合面积为总面积的
60％，则实际热阻R3为：
R3＝R4/60%＝1.93℃/W (8)
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总热阻R为： R="R1"+R2+R3=5.18℃/W (9)
芯片的工作温度T2为： T2＝T1+P×R＝50℃+(5W
× 5.18℃/W)＝75.9℃ (10)
可见，芯片的实际工作温度75.9℃小于芯片的最高工
作温度90℃，处于安全工作状态。
如果芯片的实际工作温度大于最高工作温度，那就需
要重新选择散热性能更好的散热器，增加散热面积，或者选择导热效
果更优异的导热材料，提高整体散热效果，从而保持芯片的实际工作
温度在允许范围以内。
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