1、概述
1）原因：电流过载，短时间内局部导电电质通过较大电流，由于导通电阻的存在消耗电功率。功率转化成热量后，不能被及时散掉，会使得温度快速升高，过高的温度会烧毁电铜皮、导线和器件本身；
2）思路：一方面通过设备和零部件的耐高温特性提高；另外一方面加强散热，使得环境温度和过载引起的热量能全部散掉；
3）热设计的三个基本措施：
a) 降耗：不让热量产生；
b) 导热：把产生的热量导走；
c) 布局：通过措施隔离热敏感器件或热源；
4）热设计的三个基本目标：不热、热稳定、热均衡；
2. 热设计的基础：
2.1 热流密度：
散热的程度通过热流密度来评估：热流密度 = 热耗/热通道面积；
备注：小功率器件热耗可以约等于电功率来换算，对于能量转换器件诸如电机驱动芯片，应以约等于电功率*（1- 能量转换功率的百分比）来估算
2.2 热功率密度：
对于密封设备或器件，则采用热功率密度来计算 热功率密度 = 热量/体积；
根据热功率密度的不同分别采用自然冷却、导热、强迫风冷、夜冷、蒸发冷却等；
2.3 热阻：
在根据热流密度和热功率密度确定散热方式后，就可以定量计算散热器件的散热能力。对于散热片、风扇的散热能力，用“热阻”来表述。
热阻是对物体阻碍热量流动的能力度量：R = T/Q T为温度差、Q为热耗；
对于某一种具体的导热介质材料，其计算公式是：R = L/(V*S) S为传到截面积 V为导热率（例如导热绝缘胶为4.645 * 10^-3）L为传热路径长度
2.4 对流换热系数
对流换热系数表征的是流体与固定表面间的换热能力。
3. 自然冷却设计方法：
1）自然冷却散热主要分为两种，一种是纯粹依赖器件自身表面进行散热，另一种是增加散热片；
2）散热片选型主要依据是散热片的热阻；
3）自然冷却的设计规范分为结构热设计规范和电路热设计规范两部分：
3.1）结构热设计规范：
a) 机座为金属导热材料时，优选选用机壳散热；
b) 对热源附近的热敏元件采用石棉板、泡沫塑料凳进行热屏蔽；
c) 被散热器件与散热器接触面之间接触良好，充填热膏；
d) 控制热度应力变化，推荐温度变化率不超过1度/分钟，范围不超过20度；
e) 发热器件在机箱上方，热敏元器件在机箱下方；
f) 散热器或机箱可采用发黑处理，增大散热表面辐射系数；
g) 缩短导热通路，增大导热面积；
h) 真空环境下辐射是唯一传热方式，可增加辐射面积；
i) 安装零件时，要考虑周围零件的辐射热；
3.2） 电路热设计规范：
a) 降额使用，减少温升；
b) 系统用到的电源电压种类越少越好；
c) 选用功耗低、热稳定性好的元器件；
d) 易热失效元器件原理发热源，如电解电容等；
e) 做容差分析，分析因为温度导致的参数变化；可采用相反温度特性的器件抵消影响；
f) 利用温度敏感元器件做检测电路，辅助温度控制；
g) 多层板结果，电源和地线在最上或最下层；
h) 电子设备中发热主要来自阻性载流器件，如变压器、集成电路、大功率晶体管、发光器件、大功率电阻等，对这些元件，宜集中设计，并密封、隔离、接地和进行散热处理；
4、强迫风冷设计方法
1) 强迫风冷的设计中需要关注风道、风压、风速、热阻和温度差几个关键指标；
2) 强迫空气冷却是利用通风机或冲压，使得冷却的空气流经发热的电子设备或元器件；
3）计算公式：
T = 0.05 * Q /V
T为空气进口和出口处的温度差，Q为机柜内的散热功率，V为风机的体积流量；
V = Q / C * p * T
V为必须提供的风量，单位是立方米每小时，Q是待冷却设备的总耗散热量，C是空气的比容热；p是空气的比重；
4) 风机的选型：包括轴流式和离心式；
5）设计风道时要保证比较好的通风效果，做到诸如：
a) 避免风道界面突变；
b) 减少风道转弯；
c) 局部管件的连接和形成；
d) 与风机的连接合理；
e) 出风口的局部阻力；
f) 进风口的局部阻力；
6) 风冷设计规范：
a) 不允许采用向下的热排风孔；
b) 进风口和出风口之间的通风路径必须经过整个散热通道；
c) 电路安装应服从空气流向 进风口 -> 放大电路 -> 逻辑电路 -> 敏感电路 -> 集成电路 -> 小功率电阻电路 -> 有发热元件电路 -> 出风口；
d) 防止气流回流；
e) 机壳温度不高于环境温度10C
f) 冷却内部部件的空气进口增加过滤装置；
g) 冷却时避免温差过大造成凝露；
5、热点制冷
1) 热点制冷器在工作时作为一个热泵，将热量从一点传递到另外一点；
6、热测试方式
1) 热测试方法主要分为接触和非接触两种；
2) 热测试要求在各行各业里都有自己的标准；强制或者推荐；
3）在样机的温度测试中，主要挑选对热失效比较敏感的器件、高功耗器件，影响到安全的器件进行热测试；
7、其他热设计方式
1) 液体冷却：
2) 热管导热：
3）相变冷却：