熱設計

熱設計是隨著通訊和信息技術產業的發展而出現的一個較新的行業，且越來越被重視。熱設計是採用適當可靠的方法控制產品內部所有電子元器件的溫度，使其在所處的工作環境條件下不超過穩定運行要求的最高溫度，以保證產品正常運行的安全性，長期運行的可靠性。此外，低溫環境下控制加熱量而使設備啟動也是熱可靠性的重要內容。

基本信息

• 中文名：熱設計
• 英文名：Thermal Design

• 性質：可靠性設計
• 主要內容：仿真與測試

簡介

傳統意義上的熱設計，是指通過相關的技術手段，對電子設備進行充分的冷卻，達到滿足可靠性、使用壽命需求的過程。熱設計應與電氣設計、結構設計、可靠性設計同時進行，當出現矛盾時，應進行權衡分析，折衷解決。從事熱設計工作應掌握熱學、流體力學、等的基礎知識，並結合實際工作經驗提出合理的熱設計方案。

目的

電子設備的熱設計系指利用熱傳遞特性對電子設備的耗熱元件以及整機或系統採用合適的冷卻技術和結構設計，以對它們的溫升進行控制，從而保證電子設備或系統正常、可靠地工作。

基本問題

熱設計

設備的耗散的熱量決定了溫升，因此也決定了任一給定結構的溫度；熱量以導熱、對流及輻射傳遞出去，每種形式傳遞的熱量與其熱阻成反比；熱量、熱阻和溫度是熱設計中的重要參數；所有的冷卻系統應是最簡單又最經濟的，並適合於特定的電氣和機械、環境條件，同時滿足可靠性要求。
熱設計應與電氣設計、結構設計、可靠性設計同時進行，當出現矛盾時，應進行協調解決。
電子設備的有效輸出功率比所需的輸入功率小得多，而這部分多餘的功率則轉化為熱而耗散掉。
隨著電子技術的發展，電子元器件和設備日趨小型化，使得設備的體積功率密度大大增加
提供一條低熱阻通路，保證熱量順利傳遞出去。

設計目標

熱設計應滿足設備可靠性的要求
熱設計應滿足設備預期工作的熱環境的要求
熱設計應滿足對冷卻系統的限制要求
降低成本

考慮問題

太陽輻射
灰塵、纖維微粒
壽命周期費用
熱瞬變
維修性
水氣的冷凝
冷卻劑
太陽輻射
灰塵、纖維微粒
壽命周期費用
熱瞬變
維修性
水氣的冷凝
冷卻劑

傳熱原理

凡有溫差的地方就有熱量的傳遞。
熱量傳遞的兩個基本規律是:
熱量從高溫區流向低溫區；高溫區發出的熱量必定等於低溫區吸收的熱量。
熱量的傳遞過程可區分為穩定過程和不穩定過程兩大類:
凡是物體中各點溫度不隨時間而變化的熱傳遞過程稱為穩定熱傳遞過程；反之則稱為不穩定過程。