多数热设计的目的是为了散热,也就是冷却,而不是用于加热。所以作者直接用冷却的方式说明(加热设计可参考)。1)冷却方法的分类有:①按冷却剂与被冷元件之间的配置关系 a. 直接冷却 b. 间接冷却 ②按传热机理 a. 自然冷却(包括导热、自然对流和辐射换热的单独作用或两种以上换热形式的组合) b. 强迫冷却(包括强迫风冷和强迫液体冷却等) c. 蒸发冷却 d. 热电致冷 e. 热管传热 f. 其它冷却方法2)选择冷却方法时,主要考虑设备的热流密度、体积功率密度、温升、使用环境、用户要求等。 注意: ①保证所采用的冷却方法具有较高可靠性; ②冷却方法应具有良好的适应性; ③所采用的冷却方法应便于测试、维修和更换; ④所采用的冷却方法应具有良好的经济性; 3)自然散热当电子设备的热流密度小于0.08w/cm2,体积功率密度不超过0.18w/cm3时,通常可采用自然对流冷却。自然对流冷却是利用空气流过物体表面时的能量交换,利用空气的密度与温度关系(热空气往上走),将热量带走。 在自然散热中,传导、对流、辐射都要考虑。4)强迫风冷当电子设备的热流密度超过0.08w/cm2,体积功率密度超过0.18w/cm3时,单靠自然冷却不能完全解决它的冷却问题,需要外加动力进行强迫空气冷却。 强迫空气冷却一般是用通风机,使冷却空气流经电子元器件将热量带走。5)热阻当热量在物体内部以热传导的方式传递时,遇到的阻力称为导热热阻。通常将热流量(功耗)模拟为电流;温差模拟为电压;热阻模拟为电阻。几种降低传热热阻的方法:6)选择散热结构时,一般准守的流程如下:①按照传热机理选择散热方式,如选择自然冷却;②从对流,传导,辐射三大热传导方式中选择合适的结构组成自然冷却。自然冷却的话三种热传导手段都要考虑。因为各行业对热要求会有很大不同,所采用的主要手段也大不相同。所以建议对比标杆产品,选用合适的热设计结构,是最保险的。这里切记自性心爆棚,随意跨行业选用热设计结构,有利有弊的。比如标杆产品为什么选择强迫冷却(水冷或风冷),而不是选择自然冷却这种省钱的方式,这是有原因的,切不可随意更改。理由详见:①高阶篇:1)标杆产品的拆解和分析(benchmarking)②阶篇:4.3.3)DFMEA现有设计:预防控制与探测控制作者会单独开一小节,列举些实例作为参考。