一、热交换基本定律及计算
(一)热交换基本定律
(二)
由热力学第二定律可知，只要有温差存在，热量就会自发地从高温物体传向低温物体，形成热交换。热交换有三种模式：传导、对流、辐射。
就大多数电源的散热问题而言，传导和对流是主要的散热模式。但实际上在任何一个热分析问题中，三种模式都不同程度地存在着，下面就这三种热交换模式进行分析。
2．对流
3．辐射辐射是由于导热体和邻近物质或空间之间存在温度差，所以导热体就会以电磁波的形式向外发送热量。散热器的表面温度越高，表面越粗糙，表面发黑率越高，散热器辐射能量的能力就越强。因此多数散热器都经过氧化发黑处理，就是为了要增大热辐射的能力。在传导和对流中，热传递是通过固体或液体进行的，而辐射热传递不需要任何物质作为媒介。热辐射是由于自身的温度而引起的电磁辐射。辐射热传递与其本体的{jd1}温度成比例关系。对于辐射热传递，有斯蒂芬一波尔兹曼定律存在。即
由此式可以看出，辐射热量与{jd1}温度之间为非线性关系。这是与传导和对流不同的{dy}点。第二点不同还在于辐射的热量主要取决于分布在周围的各种物体的表面温度，而不像对流那样取决于周围的流动空气的温度。
由上述公式可以得出下列有助于辐射的措施：
1)发热物体表面越粗糙，热辐射能力也越强。一般应将发热元器件外的屏蔽罩壳涂上色漆，散热片表面涂黑色或有色粗糙的漆；对热敏感的元器件，其表面常做成光亮白色的，以减少吸收辐射热。
2)加大辐射体与周围环境的温差。
3)加大辐射体的表面面积。
这三种传热方式往往同时存在，热传输是多维的。在具体条件下可忽略次要因素，进行简化计算。例如，半导体芯片到外壳的热传输主要是传导，对流和辐射与传导相比可忽略不计，又如在高空条件下，对流处于次要地位，主要是传导和辐射散热，等等。
(二)热路
就辐射而言，因为这是一个非线性的热交换模式，因此不能推导出类似于传导和对流的热阻公式来。
热阻是一个非常有用的概念。散热器通常就是用热阻来表示其性能的。功率半导体器件的热参数也是根据结到壳的热阻来标注的。
2．热路与温度计算图10—1为半导体器件安装在散热器上的示意图，由图可见，芯片是焊接在外壳的底座上的。芯片上的功耗产生的热能通过传导由芯片传到外壳的底座，再由外壳将少量的热能以对流和辐射的形式传到环境中去，而大部分热量通过底座经绝缘垫片直接传到散热器，{zh1}由散热器传到空气中去。
由此可见，热传递过程是很复杂的，要进行xx的计算是很困难的。在工程上，如允许误差在5～10℃范围内，就算足够xx了。为此，根据热电相似原理引入热路的概念。因为热路中有热容存在，所以在瞬态时，热阻是时间的函数，稳态时，热阻Rth与时间无关。
(三)计算举例
例1：
有4个功率晶体管安装于同一个散热器上，每个晶体管平均损耗为8w，晶体管管壳为F一2型，Rjc为0．55℃／W；壳到散热器间云母绝缘垫片的热阻尺。为0．7℃／W，散热器的热阻Rsa=2．5℃／W；环境温度为70℃。求结温Ti。
解：根据题意作出等效热路如图10—3所示。由等效热路可以求得一个晶体管的结温
二、热设计步骤
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