前言：溫升設計不只是溫升工程師的事情，硬件也需要深度參與，本篇文章將介紹，在硬件工程師的角度需要了解的溫升知識。
一、為什么需要良好的溫升設計？
溫升設計在電子產品尤其是消費電子中非常重要，主要的原因如下：
1、溫升往往是消費者可以直接感知到的，以手機為例，打王者或者吃雞這些CPU重載的場景，手機如果發熱很嚴重，往往會導致比較多的消費者投訴；
2、CPU的性能、充電速度、續航水平，和溫升強相關，比如下面的曲線所示，如今的手機快充方案為了解決充電溫升問題，往往會根據不同的溫度檔位設計不同的充電電流；
3、高溫往往是產品失效的原因之一，而且失效了往往是一種接近指數的關系。
二、硬件工程師需要了解哪些溫升知識？
2.1、電子元器件的溫升考量
電路是由一個個元器件組成的，這些元器件就是不同的發熱源，我們只關注發熱量比較大的幾種即可：
SOC （比如CPU、modem）
功放（射頻PA、音頻PA）
功率器件（IGBT、功率MOS、電源芯片、功率電感等）；
那么如何評估這些器件的溫升呢？實際上芯片的發熱有一個可以量化的指標，即熱阻。
熱阻的物理概念是：當有熱量在物體上傳播時，物體兩端的溫度差/熱源的功率即是熱阻，從其公式即可知道熱阻是表示1W的熱量所引起的溫升大小。單位為K/W或者℃/W。熱阻可以理解為熱量在熱流路徑上所遇到的阻力，反映了介質或者介質間的傳熱能力的大小；
熱阻越高，意味著熱量很難傳遞，同樣的發熱功率下，溫度升高的也就越快，而熱阻越低，熱量更容易傳遞，溫度升高的也就越慢；
熱阻的符號為Rth和θ。Rth來源于熱阻的英文表達“thermal resistance”
如果覺的熱阻的概念難以理解的話，不妨把熱阻和歐姆定律聯系起來，物體兩端的溫差就是電壓的差，而熱源流過的功率（PD：power dissipation）對應流過的電流：
有心的小伙伴會發現在很多電子器件的給出的熱阻參數好多種，這些參數究竟代表什么物理意義,又該如何應用呢？
熱阻（籠統的說，比如ΨJT其實并非真正的熱阻，一般叫熱特性參數）可以分為4種：
如下面的圖片所示，從結點到芯片的四周，其實存在多種散熱路徑，其中：
θJA（℃/W）：結點到周圍環境的熱阻（注意是單條通路）
ΨJT（℃/W）：結點-封裝上表面中心間的熱特性參數（多條通路，更符合器件的實際應用場景）；
θJC-TOP/θJC-BOT? 雖然也是結點到封裝的上下表面，但是和ΨJT的差異是“表面中心”，而且散熱路徑僅為表面，一般用于仿真，而ΨJT是基于實測的熱特性參數。
通過上面的描述，我們應該了解熱阻是什么了，在實際電路時，主要應用的有兩個：θJA和ΨJT
θJA一般用于對比不同芯片的散熱能力（注意：不能用于計算溫升），而ΨJT是基于實測得到的熱特性參數：
以TI的LM1084 LDO（NDE封裝）為例，其結溫參數和熱阻參數如下所示，輸入Vin=6V，輸出Vout=5V,負載為1A，該器件應用的產品工作溫度范圍在-40℃~80℃，如何評估其溫升風險呢？
第一步先計算出發熱功率是多少（即PD），P=
PD=（6V-5V）*1A=1W
第二步：
硬件工程師應當能夠識別出來哪些是大電流路徑，比如：
（1）2G PA的供電走線；
（2）BOOST電路的LX路徑；
等等。。。
2.3、良好的結構溫升設計
結構溫升的設計方案比較復雜，這里不一一闡述，總體上分為如下幾大類：
（1）散熱材質
散熱材質的差異，對散熱效果的影響非常大，比如手機中框的材質，同厚度下使用鋁合金就比鎂合金要好（鋁合金的導熱系數更加優異）
使用VC均熱板一般來說性能就比使用熱管以及石墨的散熱效果好。
當然上面的結論是建立在良好的溫升設計的基礎上，否則花了錢卻沒有起到作用，就優點冤大頭了。
（2）散熱路徑
散熱路徑是指通過合理的導熱路徑將PCB主板上的熱量通過結構方案散出去。
典型的方案比如通過導熱凝膠，將CPU、充電IC的熱量傳導到銅箔，銅箔再通過中框傳導到VC均熱板進行均熱。
需要注意的是，導熱凝膠在散熱方案中經常使用，其是將芯片和結構件之間保證良好的接觸，一般有2.0W/mK~6.0W/mK范圍內的規格。
2.4、溫控設計
溫控設計，即通過NTC進行溫度采樣，軟件利用該溫度實現各種溫控方案，比如充電降流、CPU降主頻關大小核、關閃光燈等等操作。
而實現精準溫控的前提，是可以精確的知道產品的溫度，一般有如下幾種方案：
方案1：低端產品使用，在遠離熱源位置的板邊，放置NTC電阻，使用該NTC的溫度值作為整機溫度，優點是方案容易實現，軟件架構簡單，缺點是和真實的整機溫度差異比較大。
方案2 : 使用多NTC擬合整機溫度，優點是擬合的精度高，缺點是方案實現復雜，軟件和擬合數據的采樣比較復雜。
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