热设计输入信息要求
热设计的基础知识与规范
1.3.9 冷却系统要便于监控与维护
第二章 热设计基础知识
2.1某些基本概念
2.1.1 温升
指机柜内空气温度或元器件温度与环境温度的差。如果忽略温度变化对空气物性
的非线性影响，可以将一般环境温度下（如空调房27℃）测量获得的温升直接加上最
高可能环境温度获得最恶劣环境下的器件近似温度。例如在空调房内测得某器件温升
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
3.1.2 是否有足够的自然对流空间。 元器件与元器件之间，元器件与结构件之间应保持
一定距离，通常至少13mm，以利于空气流动，增强对流换热。一些具体的参考距离尺
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；
1.3.6 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。
A7.电子设备热设计规范
电子设备热设计准则1、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。
热设计的重点是通过器件的选择、电路设计(包括容差与漂移设计和降额设计等)及结构设计（主要是加快散热）来减少温度变化对产品性能的影响，使产品能在较宽的温度范围内可靠地工作。
1．减少设备（线路）内部产生的热量，应该是电路设计的一项指标；2．减少热阻，是电子设备结构设计的目的之一；3．保证电气性能稳定，热设计使元件不在高温条件下工作，以避免参数漂移，保持电气性能稳定；4．改善电子设备的可靠性；5．延长使用寿命。
1.2、热设计的主要内容电子设备冷却方法的选择要考虑的因素是：电子元器件(设备)的热耗散密度(即热耗散量与设备组装外壳体积之比)、元器件工作状态、设备的复杂积蓄、设备用途、使用环境条件(如海拔高度、气温等)以及经济性等。
①、元器件的热设计。
主要是减小元器件的发热量，合理地散发元器件的热量，避免热量蓄积和过热，降低元器件的温升，是设计考虑的一项主要指标。
②、印制板的热设计。
有效地把印制板上的热引导到外部。
减少热阻，是结构设计的目的之一。
③、机箱的热设计。
保证设备承受外部各种环境、机械应力的前提下，充分保证对流换热、传导、辐射，最大限度地的把设备产生的热散发出去。
⑴、热量的传递只要存在温差就有热量的传递。
热量的传递有三种基本方式：传热、对流和辐射。
它们可以单独出现，也可能两种或三种形式同时出现。
热量传递的两个基本规律：热量从高温区流向低温区；高温区发出的热量等于低温区吸收的热量。
⑵、热设计需考虑的问题系统热设计应与电路和结构设计同步进行；尽量减少电路发热量；减少发热元件的数量；选择耐热性和热稳定性好的元器件；在结构设计时应合理地选择冷却方法；进行传热通道的最佳设计；尽量减少热阻,热阻是热量传递路径上的阻力。
变频器电路设计、计算及一些经验
5
输入侧必须设计浪涌吸收电路， 吸收元件一般采用压敏电阻、 气体放电管或安规电容等， 整流桥的输出就近安装一只高频无感电容（MKP或CBB81） 。见图1中的Yd和Cr，压敏电阻 的耐压值一般选为820V，整流桥的输出吸收电容Cr与变频器功率有关，一般容值为0.22～ 2uF，耐压为1600V。 增加快熔。快熔的熔断时间可达3~5mS比较适合整流桥的保护，并能防止故障的扩大及 非常严重的后果（如烧毁变频器等） 。例：通讯电源、UPS、富士G11变频器。对于是否增加 快熔不同厂商有不同看法，本公司的未加。
电流额定值选择： 1、确定过载能力： k 2 IO IC 式中，k为电流过载倍数，IO为变频器额定输出电流， IC为模块标称电流值（连续DC）。 2、确定抗电流冲击能力： m 2 IO IC (1ms ) 式中，m为硬件电流保护倍数，IO为变频器额定输出电流， IC (1ms )为模块1mS标称电流
1 主回路设计、计算
图 1.1 变频器主回路 变频器主回路如图 1.1 所示，主要包括交流电抗器、输入压敏电阻、整流桥、直流电抗 器、直流充电电阻、直流电抗器、充电接触器、直流母线电容、电容均压电阻、逆变桥、 母线浪涌吸收电容，此外还可以安装制动单元和制动电阻。
1.1 主回路参数计算
变频器输出容量：
Po 3UoIo
式中 Uo 是输出电压，Io 是输出电流。 直流环节电压平均值：
UD
3 2
UAC 1.35UAC
式中，UAC 为三相输入线电压的有效值。由于母线电容的存在，直流电压一般认为等于输入 线电压的幅值，即：
UD 2UAC 1.414UAC
直流环节电流：
ID
6
热设计的基础知识与规范
热设计的基础知识与规范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 字串25.1 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。
FloTHERM--热设计软件你知多少
2、有材料属性的部件，可以添加热源属性，注意输入的是热负荷。比如一个部 件功耗1KW，有效输出900W，那么转化为热量输出的就是1000－900＝100W，在 theFloTHERM XT 最新研发进展.pdf
2. 海基科技FloEFD专题网络培训教程.pdf
因此，需要学习：传热学，了解三种传热方式； 流体力学，充分理解对流散热； 数值传热学：用来了解什么是离散方程，要求解那些方程； 最后是相关的行业经验的。在PC行业的大牛，到了通信行业，也需要一个积 累沉淀的过程。
2.FloTHERM软件对电脑的软硬件有哪些要求
官方给的最低硬件配置是：CPU：奔腾III 1GHz，内存：1GB，显卡：支持 OpenGL，64MB显存，1024X768分辨率 软件是32位或64位的win XP，win vista，win 7，win server 2003 & 2008 这个配置只是可以运行软件而已。针对你的应用，需要什么配置还要看你的 模型大小，能接受的计算时间。不过现在计算机随便都是4G内存，2GHz以上的 CPU主频，跑个300万网格是没有问题的。
3.FloTHERM软件在模拟电子产品散热时，其是如何工作的？
和普通的cfd软件相比，flotherm集成了建模，网格划分，计算仿真，后 处理与一体。也可以在flotherm中完成所有的热仿真需要的工作。
4.FloTHERM软件进行散热仿真，主要包括哪几步？
建模，网格划分，计算仿真，后处理
5.FloTHERM软件的模型数据库如何？
8.FloTHERM航空防务电子散热分析解决方案20120810.pdf
9.Flotherm电子产品热分析高级培训使用技巧
一.问答： 1.FloTHERM软件的技术基础是什么
热仿真分析的输入条件和器件功耗准确性
热仿真分析的输入条件和器件功耗准确性我们做热仿真分析的时候，需要给到仿真工程师或者说需要收集哪些输入条件呢？大致的流程和输入信息如下：首先，需要明确项目的信息，以及需要对方输出的结果，也就是仿真的明确需求，比如确认芯片的最高结温、铜排的温度、母线电容的芯子温度……其次，需要提供3D数模，以及零部件的材料信息（密度、导热率、比热容等）。
最后，再提供产品的边界条件，如环境温度、器件功耗等。
但从热设计/分析的角度去理解每个子系统和设备的功能和特性也是很重要的。
在为特定设计或应用挑选器件时，还需要了解器件的最大额定值（例如工作环境温度范围、功耗、结温、热阻等）。
典型的系统级热分析首先考虑电路板、设备和外壳（盖子等）。
对于PCB 板上的重要以及功耗大的器件，我们需要列表清晰表达出来，如MoSFET、MCU 等，标识出它们在PCB上的位置，大小，功耗，RjC以及本身的TjmaX。
系统级热分析一般需要提供以下输入，当然有些是结构工程师提供，有些则需要硬件工程师提供，下面七条可供参考：1.三维数模的装配文件（格式STP/XT等）：它有助于了解产品各系统部件的相对位置、PCB板的尺寸、外壳、盖子以及其他几何特性，这些方面从热的角度来看是重要的；（功率器件最好能够建立详细的三维模型：铜层、绝缘层、引线端子等）2.各零部件的材料信息（如刚开始说的那些应该就可以了）；3.产品运行的外部环境温度；4.元器件详细信息：所有器件的真实功耗水平；5. PCB板详细信息：铜层数、每层铜的重量、每个铜层的覆盖率相对于板的占地面积；6.热过孔细节（如有）：每个器件下方的过孔数量、孔的内径和外径；7.如果有主动散热装置，那么散热条件也需要提供：如液冷的电控，需要提供额定的液体温度、流体的材料特性（动态粘度系数等）以及流速信息。
止匕外，有时候硬件工程师给出的功耗到底符不符合实际情况呢？通常在一个产品中，许多器件在任何给定的时间都处于开启状态，而其中有一些器件则处于关闭状态。
热输入的计算公式
热输入的计算公式热输入（Hot input）是一种机器学习技术，它能够根据给定的问题或任务，生成符合要求的文本。
这种技术的应用非常广泛，可以用于自动写作、自动翻译、自动摘要等领域。
热输入的计算公式可以描述为：文本生成 = 模型 + 输入在热输入的计算公式中，模型是指训练好的神经网络模型，它可以根据输入的文本生成相应的输出。
输入是指用户提供的文本，它可以是一个问题、一个关键词或者一段文字。
热输入的计算公式的实现过程如下：1. 首先，需要选择一个合适的模型。
目前常用的模型有循环神经网络（RNN）、长短时记忆网络（LSTM）和变换器（Transformer）等。
这些模型都具有一定的文本生成能力，可以根据输入的文本生成相应的输出。
2. 然后，需要将模型进行训练。
在训练过程中，需要准备大量的文本数据作为训练集，然后使用这些数据来训练模型。
训练的目标是使模型能够根据输入的文本生成符合要求的输出。
3. 训练完成后，就可以使用模型进行文本生成了。
使用时，只需要提供一个输入文本，模型就可以根据这个输入文本生成相应的输出。
输出的内容可以是与输入相关的文本，也可以是与输入无关的随机文本。
热输入的计算公式可以实现多种应用。
例如，在自动写作领域，可以通过输入一个关键词或者一个问题，生成与之相关的文章。
在自动翻译领域，可以通过输入一个句子或者一个段落，生成与之对应的另一种语言的句子或者段落。
在自动摘要领域，可以通过输入一篇文章，生成该文章的摘要。
热输入的计算公式在实际应用中有一些注意事项。
首先，需要选择合适的模型和训练集，以确保生成的文本具有一定的质量和可读性。
其次，需要对模型进行调优，以提高生成文本的准确性和流畅度。
最后，需要对生成的文本进行后处理，以去除冗余信息和错误信息。
热输入的计算公式是一种强大的机器学习技术，可以实现自动文本生成。
通过选择合适的模型和训练集，对模型进行调优，并进行后处理，可以生成质量较高的文本。
热输入的计算公式在自动写作、自动翻译、自动摘要等领域具有广泛的应用前景。
热设计
热设计在调试或维修电路的时候，我们常提到一个词“**烧了”，这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片，可能很少有人会追究这个词的用法，为什么不是用“坏”而是用“烧”？其原因就是在机电产品中，热失效是最常见的一种失效模式，电流过载，局部空间内短时间内通过较大的电流，会转化成热，热**不易散掉，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
那么问一个问题，如果假设电流过载严重，但该部位散热极好，能把温升控制在很低的范围内，是不是器件就不会失效了呢？答案为“是”。
由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力（因为环境温度或过载等引起均可）；另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。
下面介绍下热设计的常规方法。
我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式，有时散热的程度不够，有时又过度散热了，那么何时应该散热，哪种方式散热最合适呢？这可以依据热流密度来评估，热流密度=热量/ 热通道面积。
按照《GJB/Z27-92 电子设备可靠性热设计手册》的规定（如图1），根据可接受的温升的要求和计算出的热流密度，得出可接受的散热方法。
如温升40℃（纵轴），热流密度0.04W/cm2（横轴），按下图找到交叉点，落在自然冷却区内，得出自然对流和辐射即可满足设计要求。
大部分热设计适用于上面这个图表，因为基本上散热都是通过面散热。
但对于密封设备，则应该用体积功率密度来估算，热功率密度=热量/ 体积。
下图（图2）是温升要求不超过40℃时，不同体积功率密度所对应的散热方式。
比如某电源调整芯片，热耗为0.01W，体积为0.125cm3，体积功率密度=0.1/0.125=0.08W/cm3，查下图得出金属传导冷却可满足要求。
按照上图，可以得出冷却方法的选择顺序：自然冷却一导热一强迫风冷一液冷一蒸发冷却。
热设计的基础知识与规范
2.1.3 热流密度 2
单位面积上的传热量，单位 W/m 。 2.1.4 热阻
热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小， 表明了 1W 热量所引起的温升大小，单位为℃/W 或 K/W。用热耗乘以热阻，即可获得该传 热路 径上的温升。
可以用一个简单的类比来解释热阻的意义，换热量相当于电流，温差相当于电 压，则热阻相当于电阻。
(2-2)
222
h---- 对流换热系数，W/m .K 或 W/m .℃; A 对--- 有效对流换热面
积，m
tw---- 热表面温度，℃;
ta---- 冷
却空气温度℃;
R 对流----- 对流热阻, ℃/W
由方程可见，要增强对流换热，可以加大换热系数和换热面积。
2.2.3 辐射的基本方程：
---- 系统黑度， ε1，ε2----分别为高温物体表面（如发热器件）和低温物体表面
第三章 自然对流换热
当发热表面温升为 40℃或更高时，如果热流密度小于 0.04W/cm ，则一般可 以通 过自然对流的方式冷却，不必使用风扇。自然对流主要通过空气受热膨胀产生的浮 升 力使空气不断流过发热表面，实现散热。这种换热方式不需要任何辅助设备，所以 不 需要维护，成本最低。只要热设计和热测试表明系统通过自然对流足以散热，应尽 量 不使用风扇。 3.1 自然对流热设计要考虑的问题
如果设计不当，元器件温升过高，将不得不采用风扇。合理全面的自然对流热 设 计必须考虑如下问题： 3.1.1 元器件布局是否合理。 在布置元器件时，应将不耐热的元件放在靠近进风 口的位 置，而且位于功率大、发热量大的元器件的上游，尽量远离高温元件，以避免辐射 的 影响，如果无法远离，也可以用热屏蔽板（抛光的金属薄板，黑度越小越好）隔 开； 将本身发热而又耐热的元件放在靠近出风口的位置或顶部； 一般应将热流密度高 的元 器件放在边沿与顶部，靠近出风口的位置，但如果不能承受较高温度，也要放在进 风 口附近，注意尽量与其他发热元件和热敏元件在空气上升方向上错开位置；大功率 的 元器件尽量分散布局，避免热源集中； 不同大小尺寸的元器件尽量均匀排列，使 风阻 均布，风量分布均匀。
工业设计输入
文件编号：HD- PM10 V1.0工业设计输入(综合类项目)项目名称：客户名称：拟制：核准：版本：日期：工业设计输入本文件作为产品工业设计的输入，由客户按下述内容予以填写提供。
或客户准确给出委托设计需求信息，由我司项目经理负责组织整理后给客户确认。
以此作为工业设计的项目目标和验收的标准。
下述详细设计输入各项是我司根据一般性电子类产品的工业设计需求而拟定的通用设计输入条款。
条款中可能有些设计需求未能包含进来或表述不够明确的，则可视情况自行增加或更改。
为准确把握客户真实的设计需求，要求提供的各项信息尽量详细、准确明了。
但有些内容（比如单元尺寸）可能需要在设计过程中由系统、硬件及结构共同确认，故在项目启动前未能确定的则在本文件中只需概略性预计。
本文件可能会有涉及到客户商业机密，故需受到严密保管，不得外泄。
1．产品背景和规划1.1、现有产品线的规划描述1．2、产品系列规划（如现在的设计是否需要对已有产品系列的规划再延续，设计与企业文化方面的联系等）2．产品功能2.1、功能描述(功能描述包含的内容为：本产品具有哪些功能，这些功能是如何实现的。
产品如何使用、使用目标人群及使用环境等)2.2、特殊结构实现要求(如产品有局部转动要求、滑开以及客户意向期望实现的特殊结构形式等)3.市场营销计划3.1、销售区域（目标市场）：3.2、目标人群（包括性别、年龄、社会层次）：3.3、竞争对手信息：3.4、竞争产品：3.5、行业地位:3.6、竞争策略（如上市要求、产品成本等）:3.7、产品预期的生产量（年/季度）:4.产品技术标准要求（区域标准（国家或地区）、行业标准、企业标准、测试要求等）5.产品工业设计要求5.1、客户对产品外观风格特点的要求（风格特点的描述）：5.2、产品色彩（行业色、企业文化色调及其他）：5.3、外形尺寸要求：6.结构及系统硬件构成6.1、系统构成（产品硬件组成：含哪些模块、模块之间的关系、模块之间的位置连接有无兼容，哪些模块可以变动，人机数据的影响等）6.2、人机界面（按键个数功能、显示、接口、附件等）6.3、电磁兼容（频率、屏蔽要求等）6.4、热设计（散热方式、热源、热耗、工作方式）6.5、各模块的尺寸大小及重量6.6、整体结构件成本要求6.7、结构件的公用及标准件的选用情况7.工程安装及维护（产品哪些部件需要维护，多长时间需要维护。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热设计输入信息要求
以下内容，根据项目具体情况选填，但必须要描述清楚热设计需求。
一、产品应用场景描述：
二、几何参数
机箱尺寸（宽，高，深），单位：mm;
PCB尺寸（宽，高，深），单位：mm;
三、预布局图
PCB等初步设计的布局图，提供图纸；
关键器件提供3D尺寸（可在与布局图中标注）
器件资料（规格书，承认书）
四、设计规格（必填）
五、器件损耗表
备注：
1、损耗为热仿真的主要数据来源和仿真输入条件，请务必根据产品的实际工作最恶劣情况认真计算并校准后填写；
2、由于IGBT内含有几种不同芯片，仿真建模过程中已经考虑了具体不同功能的芯片的位置和尺寸，所以请按照功能将损耗分开，不要仅提供模块封装时的总损耗；如果IGBT内只含IGBT和续流二极管，则不用填写Rectifier部分，如FF300R12KE3；
3、根据器件降额规范，过载的情况一定要说明过载时长，如过载150%，60s等具体参数；
4、硬件工程师或项目经理在提供器件规格书和器件损耗时一定要一并提供器件的晶圆分布图，器件的晶圆分布图可向器件供应商索取，器件的晶圆分布图对热设计非常重要。