简单说说通讯设备的热设计

欣然一笑

下面是两年前写的一篇文章，现在看来当时对热设计工作的理解的确还比较浅。经过这快三年通讯行业热设计工作，对通讯设备、热设计流程及相关细节又有了进一步的认识，也积累了一些经验。后续会继续总结，和大家一起分享。
从事通讯设备热设计工作8个月了，总体来说对这项工作有了些自己的认识。
热设计成为一个专门的岗位在国内还没有多少年的历史，外企中，英特尔、思科、诺基亚、爱立信、山特电子等都有专门的岗位，国内企业，如华为、中兴、联想等近几年也都成立了自己的热设计团队。随着it技术的不断发展及产品市场的竞争等，热设计岗位越来越受到了各个企业的重视。
产品的热设计是一个系统性的工程，它指导并贯穿整个产品的设计工作，因此需要热设计工程师既要有深厚的理论知识，如传热学、流体力学、机械设计等，还要拥有丰富的工程经验，只有这样才能在新产品的设计中既提高产品的竞争力又缩短研发周期。当然，对我这个刚入行的来说，成为一个经验丰富的热设计工程师还需要不断的修炼。呵呵：）
下面就针对我工作中的一些东西，讲讲热设计工作的一般流程。
对于热设计工程师来说，当我们拿到一个项目的时候，首先应该了解该产品的使用环境、使用要求、基本结构及总功耗等，然后根据这些信息，确定该产品采用自然散热还是风冷。对于自然散热的设备而言，我们主要关注的就是如何让内部门的热量尽量的通过传导，导到产品外部，然后通过空气的自然流动将热量带走。因此在设计中，我们需要考虑的就是如何减小大功耗器件和外壳之间的热阻，让热量快速传到外部。对于密闭设备来说，由于器件一般都安装在PCB板上，所以热量主要就是通过另一侧表面释放出，因此如何让热量更多更快的传至外壳就是我们关注的焦点，在实际的项目中，我们一般都是通过在器件表面和外壳内壁之间添加导热材料，使器件直接接触外壳来让热量传导外壳的。而外壳能不能将这些热量散掉，保证器件工作在安全的温度之下，则需要对外壳进行一些设计，例如设计成肋片散热器的形式等，来使热量能更多的通过与空气的自然对流 散掉/。而对于非密闭设备来说，可散失的热量多少和开孔率息息相关。我们需要根据功耗的多少及emc、安规要求等综合考虑开孔大小及开孔的多少。而对于风冷的设备来说，我们需要主要考虑的就是设备风道的设计、风扇的选择及开孔率的问题，在工作中，风道的设计是很重要的，既要考虑流动的问题还要考虑一些安全性问题，当风道一旦确定后，就需要根据设备的总功耗及系统的压降等选择合适的风扇，在选择过程中切不可过于保守而选择转速过高的风扇，使得风扇带来的噪音过大，不符合通讯设备的噪音要求。在风冷设备中，我们还需要考虑的就是一些防尘、防水的要求，不能由于风道及风扇的设计问题导致设备无法通过一些环境、安全等标准。另外，对于具体的设备而言，如何给大功耗器件选择散热器、如何在PCB上合理的布置器件的位置、如何选择合适导热材料等，都是在设计工作中要面对的问题。在这所有的设计过程中，我们始终应该明确目标，尽量采用成熟的技术和成熟的工艺，去考虑散热和均热问题。使自己的产品既能满足各个国际、国内标准，又能满足运营商的要求。还能在体积、效率、安全性等方面超越自己的竞争对手，体现出自己的优势。
总之，热设计工作是一项复杂的系统性工作，经验性也很强。对于我这个工作不久的人来说，了解的还太少太少，因此，希望了解这方面的同仁们能多多沟通、多多指教。谢谢：）

安工程201

一样奋斗在热分析初学的路上