今天和大家分享一下硬件設(shè)計(jì)中的熱分析知識(shí)，其實(shí)對(duì)于一些硬件工程師來(lái)說(shuō)，沒(méi)有對(duì)電路進(jìn)行過(guò)熱分析，但設(shè)計(jì)的電路也能正常使用，這是因?yàn)槠潆娐饭ぷ鳝h(huán)境相對(duì)寬松，而且產(chǎn)品的苛刻程度也比較低，或者是其電路偶爾因?yàn)檫@些風(fēng)險(xiǎn)造成的損失可以承受。通常是一些小公司的設(shè)計(jì)，不會(huì)考慮這么嚴(yán)格。其實(shí)硬件產(chǎn)品設(shè)計(jì)越久，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多細(xì)節(jié)分析決定了產(chǎn)品的質(zhì)量可靠度，尤其是在要求嚴(yán)格和大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中，因此越大的公司，對(duì)產(chǎn)品要求的就越細(xì)致。

1.熱分析的基本知識(shí)：

熱風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的元器件的可靠性，不僅是芯片類，就算是電阻電容的設(shè)計(jì)，都和溫度息息相關(guān)，對(duì)于所有的電子元器件，都要保證器件的實(shí)際工作結(jié)溫Tjmax溫度不超過(guò)元器件的最大結(jié)溫額定值Tj，否則器件就會(huì)不正常工作，即使現(xiàn)在正常，長(zhǎng)期看也是有非常大的熱損傷風(fēng)險(xiǎn)。

2.熱分析的舉例：

下面以100引腳，結(jié)溫最高105度的芯片為例講述一下熱阻分析方法：

一般我們的產(chǎn)品都有工作的環(huán)境溫度，比如常見(jiàn)的工業(yè)級(jí)-40到85度，最高溫度以Ta=85度表示;

芯片工作電壓，這里舉例是U=3.3V;

芯片工作電流，這里假設(shè)為I=50mA;

芯片還會(huì)規(guī)定熱量對(duì)溫度的影響;如下圖芯片的規(guī)定，這里

Tja=46度為例[不同封裝的溫度影響不一樣]：

這樣就有了功率，也就是熱量：P=U*I=3.3V*50mA=0.165W;

計(jì)算實(shí)際工作的結(jié)溫TJmax：

TJmax = Ta + (Tja × U*I) ;

TJmax = 85 °C + (46 °C/W × 0.165W) = 85 °C + 7.59 °C = 92.59 °C;

然后對(duì)比實(shí)際最大結(jié)溫會(huì)否在芯片允許的結(jié)溫之內(nèi)：

我們舉例的芯片結(jié)溫TJ是-40到105度，因此這顆芯片的溫度分析結(jié)果是符合熱分析，設(shè)計(jì)是合理的。

審核編輯：湯梓紅