前言：温升设计不只是温升工程师的事情，硬件也需要深度参与，本篇文章将介绍，在硬件工程师的角度需要了解的温升知识。
一、为什么需要良好的温升设计？
温升设计在电子产品尤其是消费电子中非常重要，主要的原因如下：
1、温升往往是消费者可以直接感知到的，以手机为例，打王者或者吃鸡这些CPU重载的场景，手机如果发热很严重，往往会导致比较多的消费者投诉；
2、CPU的性能、充电速度、续航水平，和温升强相关，比如下面的曲线所示，如今的手机快充方案为了解决充电温升问题，往往会根据不同的温度档位设计不同的充电电流；
3、高温往往是产品失效的原因之一，而且失效了往往是一种接近指数的关系。
二、硬件工程师需要了解哪些温升知识？
2.1、电子元器件的温升考量
电路是由一个个元器件组成的，这些元器件就是不同的发热源，我们只关注发热量比较大的几种即可：
SOC （比如CPU、modem）
功放（射频PA、音频PA）
功率器件（IGBT、功率MOS、电源芯片、功率电感等）；
那么如何评估这些器件的温升呢？实际上芯片的发热有一个可以量化的指标，即热阻。
热阻的物理概念是：当有热量在物体上传播时，物体两端的温度差/热源的功率即是热阻，从其公式即可知道热阻是表示1W的热量所引起的温升大小。单位为K/W或者℃/W。热阻可以理解为热量在热流路径上所遇到的阻力，反映了介质或者介质间的传热能力的大小；
热阻越高，意味着热量很难传递，同样的发热功率下，温度升高的也就越快，而热阻越低，热量更容易传递，温度升高的也就越慢；
热阻的符号为Rth和θ。Rth来源于热阻的英文表达“thermal resistance”
如果觉的热阻的概念难以理解的话，不妨把热阻和欧姆定律联系起来，物体两端的温差就是电压的差，而热源流过的功率（PD：power dissipation）对应流过的电流：
有心的小伙伴会发现在很多电子器件的给出的热阻参数好多种，这些参数究竟代表什么物理意义,又该如何应用呢？
热阻（笼统的说，比如ΨJT其实并非真正的热阻，一般叫热特性参数）可以分为4种：
如下面的图片所示，从结点到芯片的四周，其实存在多种散热路径，其中：
θJA（℃/W）：结点到周围环境的热阻（注意是单条通路）
ΨJT（℃/W）：结点-封装上表面中心间的热特性参数（多条通路，更符合器件的实际应用场景）；
θJC-TOP/θJC-BOT 虽然也是结点到封装的上下表面，但是和ΨJT的差异是“表面中心”，而且散热路径仅为表面，一般用于仿真，而ΨJT是基于实测的热特性参数。
通过上面的描述，我们应该了解热阻是什么了，在实际电路时，主要应用的有两个：θJA和ΨJT
θJA一般用于对比不同芯片的散热能力（注意：不能用于计算温升），而ΨJT是基于实测得到的热特性参数：
以TI的LM1084 LDO（NDE封装）为例，其结温参数和热阻参数如下所示，输入Vin=6V，输出Vout=5V,负载为1A，该器件应用的产品工作温度范围在-40℃~80℃，如何评估其温升风险呢？
第一步先计算出发热功率是多少（即PD），P=
PD=（6V-5V）*1A=1W
第二步：
硬件工程师应当能够识别出来哪些是大电流路径，比如：
（1）2G PA的供电走线；
（2）BOOST电路的LX路径；
等等。。。
2.3、良好的结构温升设计
结构温升的设计方案比较复杂，这里不一一阐述，总体上分为如下几大类：
（1）散热材质
散热材质的差异，对散热效果的影响非常大，比如手机中框的材质，同厚度下使用铝合金就比镁合金要好（铝合金的导热系数更加优异）
使用VC均热板一般来说性能就比使用热管以及石墨的散热效果好。
当然上面的结论是建立在良好的温升设计的基础上，否则花了钱却没有起到作用，就优点冤大头了。
（2）散热路径
散热路径是指通过合理的导热路径将PCB主板上的热量通过结构方案散出去。
典型的方案比如通过导热凝胶，将CPU、充电IC的热量传导到铜箔，铜箔再通过中框传导到VC均热板进行均热。
需要注意的是，导热凝胶在散热方案中经常使用，其是将芯片和结构件之间保证良好的接触，一般有2.0W/mK~6.0W/mK范围内的规格。
2.4、温控设计
温控设计，即通过NTC进行温度采样，软件利用该温度实现各种温控方案，比如充电降流、CPU降主频关大小核、关闪光灯等等操作。
而实现精准温控的前提，是可以精确的知道产品的温度，一般有如下几种方案：
方案1：低端产品使用，在远离热源位置的板边，放置NTC电阻，使用该NTC的温度值作为整机温度，优点是方案容易实现，软件架构简单，缺点是和真实的整机温度差异比较大。
方案2 : 使用多NTC拟合整机温度，优点是拟合的精度高，缺点是方案实现复杂，软件和拟合数据的采样比较复杂。
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