华为热设计规格分析指导书

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目 录

1术语............................................................................2开始准则........................................................................3规格分析原则....................................................................4 确定产品运行的环境条件..........................................................

4.1温度和湿度范围..............................................................

4.1.1长期工作条件下的温度和湿度范围.........................................4.1.2短期工作条件下的温度和湿度范围.........................................4.2确定海拔条件................................................................4.3确定太阳辐射条件............................................................5关键器件热性能参数...............................................................4455555666

6产品单板及配置热耗...............................................................67关键器件允许工作温度范围.........................................................78产品构成模块的散热要求...........................................................系统的散热方式...................................................................9

9.1散热方式当前状态和未来的发展方向............................................99.1自然散热方式细化描述.......................................................109.2如何选择散热方式...........................................................1010强迫风冷设备散热噪声...........................................................11

10.1室内通信产品噪声要求......................................................1210.2确定室内产品的噪声规格....................................................1310.3确定室外产品的噪声........................................................1310.4变速散热风扇产品的声称噪声................................................1411散热系统保障性.................................................................14

11.1散热系统的冗余设计要求....................................................1411.2散热系统维护安全性........................................................1411.3采用变速风扇时的特殊保障性要求............................................1512其它要求......................................................................15

12.1与热设计相关的安全和防护性要求............................................1512.2变速风扇散热时的设计要求..................................................1512.3与热设计相关的EMC要求...................................................15

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热设计规格分析指导书

摘 要：本指导书用来指导如何根据不同的需求确定产品的热设计规格。指导书适应与公司所有产品。指导书采用下图所示方式将需求导入定量的热设计规格。对于某一待确定规格项由于需求的不同可能会产生不同的规格指标。

待定规格项规格分析确定的规格指标

需求输入参考资料清单：

参考资料清单

序号123456710

参考文献

GR-63-CORE NEBS Requirements:Physical Protection Environments CriteriaISO 7779 Acoutics Measurement of Airborne Noise Emitted by Computers and BusinessEquipment

IEC60950-1999 Safety of information technology equipment工业噪声控制手册，[美]L.L.伏洱克纳 主编，科学出版社，1987Q/DKBA0.200.039-2000，产品热设计验证判定标准Advanced Thermal Design of Electronic Equipment,

Roger Schmidt,IBM Corporation, Low temperature Electronic Cooling,ElectronicsCooling,Dec.2000,Vol.6,No.3.

Bonnie Mack,Tim Venus,Nortel Networks NSPAN Thermal Challenges in the Telecomand Networks Industry, Electronics Cooling,May 2000,Vol.6,No.1.

D.A.Quinlan,Bell Laboratories,Lucent Technology,Acoustic Noise Emission andCommunication System in the next Century

IEC 721-3-4 Part3: Classification of groups of environmental parameters and theirseverities-Section4: Stationary use at non-weatherprotected location

1术语

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热设计规格：指与产品热设计相关的环境、功耗等输入条件及产品热设计应该实现的针对对器件、单板、模块及系统的指标。

长期工作条件：指设备的正常工作条件。

短期工作条件：指设备处于由于偶然现象导致的极端环境条件。具体定义为连续工作不超过96小时，并且一年累积不超过15天。

关键器件：指在产品系统分析阶段所预知的功能上起关键作用的器件或功耗较大的器件或温度指标偏低的器件。这些器件都是热设计分析所要特别关注的。关键器件的热性能参数和指标决定着热设计规格指标和热设计方案。

2开始准则

产品概念决策评审通过，系统需求分析阶段开始启动。

3规格分析原则

规格的制定要符合如下原则：1.2.3.4.

确定的热设计规格是否能满足用户和市场的要求？确定的热设计规格是否能满足业界相关标准？

确定的热设计规格是否基本等于或略高于竞争对手的水平？确定的热设计规格是否符合公司产品的实际？

4 确定产品运行的环境条件

4.1温度和湿度范围

4.1.1长期工作条件下的温度和湿度范围

产品长期工作条件下的温度和湿度范围的确定首先要参照相关环境标准。下表4.1针对不同设备地点给出几种权威国际标准标准对产品温度和湿度范围的要求，表4.2为NEBS标准对于网络嵌入设备系统的长期和短期工作条件的规定。可以参考表中4.1和4.2来确定产品的长期工作条件。

机房设备BellcoreGR-63-CO

RE

运行温度运行湿度储存温度

5℃~40℃

*

(0 ℃~50 )5%RH~85RH@31 ℃-40℃~70℃

表4.1各种标准体系对电子设备运行环境的要求

居所设备室外设备

IEC721-3ANSI/EIA/BellcoreETSI300-01

TIA571GR-487-CO9-1-4

RE,TSY-000Class4.1E

487

5℃~40℃5℃~40℃-40℃~46℃-45℃~45℃

加太阳辐射加太阳辐射5%RH~95RH@31 ℃-40℃~70℃

10%RH~95RH@27 ℃-40℃~66℃

5%RH~95RH@31 ℃-40℃~70℃(-55℃~85

**℃)95%RH

8%RH~100RH@31 ℃-40℃~70℃

ANSI/EIA/TIA571-40℃~60℃10%RH~90RH@32 ℃-40℃~66℃

储存湿度95%RH95%RH90%RH

95%RH90%RH

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@40 ℃@45 ℃

@32 ℃* 短期(72小时)**极端环境

@32 ℃@45 ℃@32 ℃

表4.2NEBS标准 GR-63-CORE对运行温度和湿度的要求

条件

温度运行(可理解为长期工作条件)5℃~40℃

短期-5℃~50℃

相对湿度运行(可理解为长期工作条件)5%~85%

短期5%~90%但每公斤干空气不超过0.024公

斤水分

实际确定产品的运行温度范围以上表数据为背景材料的同时、也要充分调研竞争对手同类产品的产品规格指标，依据3节的3、4条原则最终确定产品的温度和湿度范围。4.1.2短期工作条件下的温度和湿度范围

严格按照短期工作条件的定义确定准确的短期工作条件范围是不可能的，有时只能进行比较简单的分析预测，如对于局方机房预计室内空调故障可能出现的最大房间温度空气温度。因此建议参考同类产品并依据3条规格分析原则来最终确定产品的短期工作条件。 表4.3列举了一些国外产品的短期工作条件下的工作温度范围，表4.2也同时给出NEBS标准对短期工作条件的要求。表4.3一些厂家产品的长期工作条件的列举

产品名称温度范围功耗功耗

西门子基站BS-240-5℃~+55 ℃1300W西门子室外型基站BS-241-40 ℃~+50 ℃1850W北电室外型基站iBTS-40 ℃~+50 ℃爱立信ATM骨干交换机AXD3010℃~+50 ℃爱立信ATM交换机AXD311-160℃~+50 ℃800W爱立信ATM交换机AXD311-70℃~+50 ℃240W爱立信ATM交换机AXD311-40℃~+50 ℃240W朗迅ATM交换机GX5500℃~+50 ℃3000W富士通MSC0℃~+50 ℃(常态)

-10℃~+49 ℃(短期)

Cisco12016 GSR0℃~+50 ℃ 3400W4.2确定海拔条件

随着海拔高度的增大，空气的稀薄导致环境空气散热能力的下降。会引起设备散热效果的降低，热设计就必须充分考虑这种影响。NEBS标准的基本要求是：设备在60米和1800米范围内能够正常工作，目标要求是： 设备在1800米和4000米范围内能够正常工作。大多数产品的海拔高度上限在1500米和3000米范围内，特殊情况下可根据产品设备所覆盖的地理位置分析确定最高的海拔高度。

实例一： Cisco12016 GSR的环境规格中产品适用的海拔高度范围为0~3000米。4.3确定太阳辐射条件

室外型产品必须指明产品所处的太阳辐射条件。根据各种国际性的环境分类标准，室外型产品的太阳辐射的总辐射量都取1120W/m2。实际该项包括了太阳直射辐射和天空散射辐射两部分，在计算太阳辐射对室外机柜辐射影响时也要明确天空散射辐射部分，根据具体应用环境，天空散射辐射量取值在太阳辐射总量的10%和20%之间。

外型尺寸

1600 ×600×4501750×700×6501800 ×700×430700 ×450×400666×442×431203×442×432112 ×442×4723×940×5842300 ×886×5001816 ×438 ×560

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5关键器件热性能参数

关键器件热性能参数包括功耗、热阻（结壳热阻θjc、结到环境热阻θja、）热分析单板器件温度的重要参数，可以从芯片厂家的器件资料中获取这类参数。

6产品单板及配置热耗

产品各单板及系统总热耗等参数是进行系统热分析和制定产品热设计方案的必要输入参数，需要产品硬件人员在产品规格分析阶段尽量提供准确的预计值。

如果产品要符合NEBS标准，必须按以下要求提供相关的热耗数据并考虑产品的热耗是否满足标准要求：

（1）基本要求：必须书面提供所有设备的最大热耗释放值（W/m2或W/ft2）和散热方式（如自然散热、强迫风冷等）。对于地板上安装设备，提供单位地板面积(*）（Floor Area)的热耗值，单位为W/m2或W/ft2。即:（设备的总热耗）÷（地板面积）；对于架上安置设备，提供单位设备占用垂直高度的最大热耗释放值。

（*）这里的地板面积对于单个设备指由机框两侧边，前后走道的中线组成的矩形面积。对于多个设备组成的系统地板面积的定义较复杂而且与工程安装布局有关，因此请参照NEBS标准4.1.4部分内容的定义描述。

（2）目标要求：设备的热耗释放值不要超过下表6.1所列的目标值。超过此表规定的热释放值必须在NEBS的数据单（Data Sheet)上清晰写明同时附上注释表明设备房间需要特别的冷却措施。单机框设备的热释放的目标值是基于不超过表6.1规定的系统目标值的整个系统的热释放值。

以上NEBS的目标值并非不能超过的。对于热释放高的设备可以在工程安装上采用特别措施，比如增加走道空间、靠近热释放低的设备等。另外NEBS标准对于设备热释放问题还有如下的目标要求：面对走道的机框的表面温度不要超过38 ℃ 当设备工作机房的空气温度为26 ℃。即表面温升不超过12℃左右。显然这一目标要求比安规标准GB4943-200X对操作人员接触区零部件的温升要求要严得多（参见12.1节）。

表6.1设备区域热释放目标值

单个机框：

采用自然对流散热

采用风扇强迫对流散热多机框系统：整个系统

在较大系统内的任何6.1m×6.1m区域在较大架上安置设备：采用自然对流散热采用风扇强迫对流散热

备注

1,450 W/m（134.7 W/ft)1,950 W/m2（181.2 W/ft2)

2

2

860 W/m2（79.9 W/ft2)1075 W/m2（99.9 W/ft2)

如果系统完全由采用风扇强迫对流散热的设备组成可以将两者分别提高到1075 W/m2（99.9 W/ft2)和1290 W/m2（119.8W/ft2)

每米设备垂直空间225 W/m2每米设备垂直空间 300 W/m2

7关键器件允许工作温度范围

关键器件允许工作温度范围是热设计的最重要的规格要求，控制单板器件在允许的温度范围内是热设计的根本目标。关键芯片的安全运行结温上限指确保芯片不发生永久性损坏和功能失效的结温上限，稳定运行温度上限指确保一定可靠性降额的结温上限。准确确定稳定运行温度上限

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值从实际操作来说是不可能的，公司《产品热设计验证标准》规定此值为85~90%×安全运行温度上限。对于通用元器件可以参考《产品热设计验证标准》或其它降额规范得到其降额的结温度上限值。

芯片的安全运行结温上限值Tjmax可以从厂家的芯片资料中获得，大部分芯片的Tjmax为110~125 ℃。

对于室内产品只要求热设计做到芯片结温度不超过上限，具体的说：要求在设备长期工作条件下器件的结温小于稳定运行温度上限；在设备短期工作条件下器件的结温小于安全运行结温上限。对外室外产品还要同时做到芯片的结温不低于规定的下限值。该指标是产品鉴定测试的关键通过要求。

8产品构成模块的散热要求

产品的某一部分可能是外购模块，如电源模块、功放模块、TRX模块、CDU等，也可能是某一成熟产品模块，如放入接入网室外型机柜的MA5103。这些产品构成模块已经进行过详细的热设计过程，无须按照第7条来明确内部器件的温度要求。但是如果这些产品构成模块是非主动散热模块，即构成模块的外在散热条件由产品系统散热设计来保证，那么产品热设计必须实现诸如模块散热空气流量或流速、通过模块空气温度等模块外在散热条件。这就间接的保证了模块内部器件的工作温度在允许的范围内。

实例一： 图8.1所示为CDMA2000单载波基站，其中功放HPA为基站产品的外购模块之一，该模块是从韩国某厂家采购，厂家给出的模块外部散热条件是：在空气温度小于55 ℃时，保证HPA正常工作的冷却空气流量不小于50CFM。因此该产品的热设计必须实现这样的规格指标。该产品样机测试结果表明通过模块的冷却空气流量为54CFM，说明热设计中针对该模块的风扇选型和风道设计满足了规格要求。

图8.1 CDMA2000单载波基站产品配置

实例二： 图8.2为最初8070 V2所选的外购电源模块及其特性曲线。8070产品采用该电源模块的2加1备份方案。满配置的8070要求电源模块的输出功率（OUTPUT POWER）为340W，因此单个电源模块的输出功率要求为170W， 8070要求的最高空气环境温度为50 ℃。从图8.2看出当通过电源

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模块散热翅片流速为100LFM（约0.5米/秒），通过空气环境温度小于53 ℃时，单个电源模块的输入功率不小于170W，因此8070的系统热设计实现的流速大于100LFM就满足产品的输出功率要求。

当然对于外购模块采用如上描述的热设计规格要求是存在的风险是：厂家提供的模块外在散热条件可能存在不实因素。比如对于实例一可能通过模块的冷却空气流量达到50CFM时实际功放模块并不能正常工作，这将可能导致产品热设计实际上不能达标。因此建议采用如下方式进行风险回避：

（1）在外购模块的采购合同上严格明确厂家对模块外部散热条件指标要求的责任。

（2）要求厂家必须提供其模块详细的热测试报告，可选择性要求厂家提供其模块的详细热设计分析报告。

（3）对于对产品极其重要的外购模块，应该要求物品中心对厂家的模块外部散热条件指标进行测试检验，即检验外购模块在厂家指定的外部散热条件下能否发挥正常的功能。

9系统的散热方式

9.1散热方式当前状态和未来的发展方向

当前对于通信产品室内产品基本上采用强迫风冷和自然冷却的散热方式，绝大多数产品是强迫风冷散热方式；对于室外产品多数采用空调、热交换器等温控单元的散热方式，如果功耗极低且防护要求不高时也可以采用强迫风冷散热方式。热电制冷温控单元由于制冷效率低、价格贵、能耗大等因素在室外型产品中基本不采用。随着产品功耗不断增加和集成度不断的提高不排除室内产品或环境条件较差的室内性产品（如居民楼道）也要采用温控单元的散热方式，事实上这种散热方式在一些电子产品中已经有应用。另外对于产品至关重要的功能模块，为了最大限度的提高模块性能，可能对此采用局部的制冷温控或其它强化散热方式，而其他设备的其余部分仍采用强迫风冷散热方式，即构成所谓混合（Hybrid)散热方式。如IBM S/390 G4产品机柜内置了两个MRU（Modular Refrigeration Unit)，其中一个作备份用。 MRU专门对该大型计算机运行速度起决定作用的处理器单元MCM模块进行制冷散热（参见图9.1），该MCM的最大热耗为1050W。除了MCM模块IBM S/390 G4的其它部分都采用强迫风冷方式散热。对于液冷和蒸发冷却等高效率散热

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方式由于设备复杂性和维护性问题，通信产品暂没有采用这类散热方式，当前很难预料采用的可能性。

图9.1 IBM s/390 G4 refrigerated system

9.1自然散热方式细化描述

对于自然散热机箱，机箱上下开通风孔的作用非常显著。实验表明当散热孔开口面积比在50%以上时，几乎所有热量散发均由孔通风方式承担。当散热孔开口面积比仅5%时，约一半的热量是由孔通风散发（参见图9.2）。因此如果没有必要尽量不要采用密闭机箱自然散热方式。密闭机箱虽然对于整机散热很不利，然而在必要的场合还是要采用的，如载频数较少、发射功率较小、防护要求较高的的室外微蜂窝产品都采用密闭机箱自然散热方式，接入网室外型系列产品规划中的单机板配置可能也要考虑这种散热方式。对于密闭机箱也有内部采用强迫风冷，外部为自然冷却的特殊散热方式。

因通风孔散热所占比例(%)1008060402000

20

40

60

80

100

通风孔开口面积比(%)

9.2如何选择散热方式

9.1节已基本上描述了散热方式的选择原则，这里主要讨论自然散热的选择原则和条件。由于各种设备（或元器件）的温升要求不同，因此具体定出一个适用于所有电子设备的散热方式的准则是不现实的。通信产品中目前了解有两种采用自然散热的情形：

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（1）功耗较小、防护要求较高的室外设备采用密闭型机箱自然散热散热方式。如发射功率较小的室外型微蜂窝、微微蜂窝基站。这类产品的整体体积发热密度大概0.003W/cm3，集中热源的发热密度达到0.009W/cm3。建议发热密度指标不要超过所列指标，否则可能采取成本较高的、特殊的局部散热措施来解决散热问题，如热管技术。但是局部散热能力的提高毕竟是有局限的。

实例一：ERRISON RBS1106基站的室外单元（如图9.3（a））的最大热耗为250W，最大三维尺寸为79cm×43cm×23cm，即体积为78131 cm3。其整体体积发热密度为（250W）/（78131 cm3）≈0.003W/cm3。由于体积部分取的是包括外罩的尺寸，因此实际室外单元的整体体积发热密度要小于计算值。这类设备为了提高外壳自然散热的效率，外围安装了可以构造自然散热烟囱效应的外罩，参见如图9.3（b）（当然外罩也有其它防护性的作用）。

（a） （b）

图9.3 ERRISON RBS1106基站的室外单元

（2）要求达到基本静音效果的特殊中端设备，因此这类设备往往不能安装散热风扇，如会议电视终端设备。根据9.2节分析这类设备应采用开通风孔自然散热方式。由于自然散热散热能力的要求单板面发热密度小于0.08W/cm2，单板上芯片的面发热密度小于0.3W/cm2。

实例二：公司的多媒体视讯终端8025产品，其单板面发热密度接近0.08W/cm2，最大芯片IXP1200的面发热密度略超过0.3W/cm2（该芯片以安装散热器），采用开通风孔自然散热方式。热设计分析和热测试都表明该产品勉强满足散热要求。

另外对于这类不得不采用自然散热散热方式设备，在自然散热能力有限的前提下。为了市场的需要甚至降低产品的环境温度指标。

实例三、POLYCOM的视讯终端产品的单板和芯片的发热密度指标与以上所述的公司8025产品相当，该产品的长期工作条件是0~35 ℃。根据NEBS标准的环境要求产品的长期工作条件应做到0~40℃的温度范围。

10强迫风冷设备散热噪声

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强迫风冷的最简便的办法是在设备内部安装散热风扇，不可避免地带来风扇散热噪声及风扇寿命、防尘问题、电气干扰问题等其它问题。10.1室内通信产品噪声要求

针对室内通信设备，ETS 300 753（Acoustic noise emitted by telecommunications equipment）对通信设备的噪声的要求有明确规定，摘录如下：

数值上1bel＝10dBA，因此亦可按下表10.1获得通信设备的噪声上限值。

表10.1 室内固定设备声功率级噪声上限

环境等级

设备所处环境3.13.23.3

通信设备机房（无人职守）75dBA75dBA75dBA通信设备机房（有人职守）72dBA72dBA72dBA商业区（离办公桌距离大于4米）68dBAnrnr商业区（离办公桌距离小于4米）63dBAnrnr办公室（地面放置设备）55dBAnrnr办公室（桌面放置设备）50dBAnrnr电源房83dBA83dBA83dBA

需要说明的是：所谓设备噪声是指设备真正的噪声，即设备在消声室或半消声室按照标准方法测出的噪声值（参见ISO 7779）。

对于一个噪声源，声功率级是确定的，声压级随环境的不同有所变化。但声功率级不可测得，只能由声压级推算。声压级与声功率级的关系：

体声源：Lw=Lp+20lgS，S—包络面面积。其中: Lp为九个测点声压级的能量平均, S为测量包络面的面积（m2），包络面面积为四个侧面及顶面面积之和。通常的机柜机箱产品应作为体声源对待。

例如CISCO12016的标称噪声值为70dBA，在深南花园实验室所测的噪声值如下： 机箱前面1米处噪声：72dBA 机箱后部1米处噪声：75dBA 机箱侧面1米处噪声：67dBA

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平均噪声值： 72.3dBA10.2确定室内产品的噪声规格

在满足表10.1标准的前提下，依据3节“规格分析原则”来实际确定产品的噪声值规格。同时可参考以下方法来预估产品的噪声值：

方法一：根据设备的总热耗值预计噪声值

设备强迫风冷要散热的总热耗值与通风空气体积流量成正比，而通风空气体积流量又与风扇的转速成正比。理论分析和实验表明：当风扇转速为原先的ΔKN倍时，噪声的增加量（dBA）为：

ΔLdBA＝A×log（ΔKN）

其中50≤A≤55。根据以上公式若设备总热耗增加一倍，散热噪声值要增加约15 dBA。方法二：根据可能采用的风扇型号和数量来预计噪声值

如果设备所用的风扇为同一种型号风扇（单风扇噪声为L1dBA），风扇数量为N，则整体的设备噪声预计值（dBA）为：

L1dBA＝L1dBA+ 10×log（N）

方法二预计的噪声值，由于仅根据风扇本身噪声值叠加来计算，没有考虑系统风道阻力和通风进出口风噪声，因此预计的噪声值明显偏低。根据实际产品噪声测量值统计结果，设备整体的噪声小于：

L2dBA＝L1dBA+ 20×log（N）

因此方法方法二预计的产品噪声值LdBA为： L1dBA＜LdBA＜L2dBA。

如果设备所用的风扇为不同种型号风扇组成，则整体噪声预计计算较复杂，请参阅文献[4]。 在具定产品噪声规格时建议：

①需要从市场的角度了解竞争对手同类产品的噪声状况，

②充分考虑与国外同类产品可能存在的差距，因为硬件设计水平的差距将使得产品总功耗和单板尺寸偏大，这些因素将导致产品散热空气流量的增加和散热空间的减小，进而引起散热噪声偏高。

③原则上在噪声没有超过标准的前提下，相对于产品可靠性和稳定性，噪声问题应作为较低级别的设计考虑。10.3确定室外产品的噪声

对于室外设备，目前尚没有适当的噪声要求标准，ETSI和其它标准组织正试图制定出室外产品的噪声标准，但是无法克服难度大的技术和政治上障碍。

在不久的将来无线通信产品将是布设在室外的主导设备，这些产品很有可能布置在居民区、医院等不可干扰睡眠的区域。可以想象一旦噪声标准出台，噪声上限肯定是非常低的，这时产品热设计和噪声的问题将决定着产品的主要发展方向。

因此在制定室外产品的噪声要求规格时，目前可以一方面按照3节的规格分析原则来综合考虑，另一方面可以参照ETS 300 753 Annex A(normative)给出的建议标准（见下表表10.2）。

表10.2 推荐的室外固定设备声功率级噪声上限

白天

环境等级

设备所处环境3.4

3.5

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保护区农村区域城市区域工业区

5.6bels6.1bels7.1bels8.1bels夜晚

环境等级

设备所处环境

3.4 at 15℃5.1bels5.6bels6.1bels7.1bels

6.1bels6.7bels7.6bels8.1bels

保护区农村区域城市区域工业区

10.4变速散热风扇产品的声称噪声

3.5 at 25 ℃5.6bels6.1bels6.6bels7.1bels

对于采用散热风扇变速技术的产品，其噪声值随着环境温度升高而升高。产品的声称噪声值应为环境温度为23 ℃±2 ℃的噪声值，因此产品的噪声规格应为此条件的噪声值。

11散热系统保障性

产品设备的散热系统是为了保证系统工作的稳定性和可靠性，因此散热系统自身的保障性考虑不可忽视，热设计规格必须对散热系统的保障性提出要求。11.1散热系统的冗余设计要求

对于风扇框中风扇数量的选择要采用N＋1备份。具体地说有如下两种不同冗余设计要求：⑴当风扇框中任一风扇故障时，散热系统仍能保持在长期工作条件下设备内部关键器件结温低于稳定运行温度上限。

⑵当风扇框中任一风扇故障时，散热系统仍能保持在长期工作条件下设备内部关键器件结温低于安全运行温度上限。但是风扇故障后必须在96小时（即4天）内完成风扇维护，因为这时的温度要求实质上是设备短期工作条件下的要求。

显然风扇框冗余设计要求能够达到⑴条设计要求最好，在⑴条设计要求达不到的时候可以考虑采用⑵条设计要求。11.2散热系统维护安全性

散热系统维护安全性是指仅单个风扇框维持设备系统或设备子系统散热时，风扇框整体从风扇框抽出到风扇框再次插入运行期间允许的最长维护时间。确定维护时间目前缺乏有效的热测试经验积累。但要求散热系统设计时必须考虑这一因素，根据目前个别的的热测试经验来看：严格的说对于单框超过1000W的设备子系统必须要通过风扇框分割的方式解决散热系统维护安全性问题，这使得风扇故障时只需要抽出个别风扇单元维护，系统仍有至少一半的风扇维持散热安全。 直观的说风扇框备份应是解决散热系统维护安全性的最理想方式，但是风扇框备份将占用设备系统宝贵的空间，同时也显著地增加设备机电系统设计成本。目前通信产品业界尚没有采用风扇框备份的设计方式。

11.3采用变速风扇时的特殊保障性要求

当系统采用变速风扇散热时，出现任一风扇故障时监控系统应自动将其余风扇提至额定转速来保证散热安全。

12其它要求

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这部分的产品设计要求，可能在产品规格中的其它机电设计要求部分考虑，但确定产品的热设计方案时必须充分考虑这些设计要求。12.1与热设计相关的安全和防护性要求

⑴与安全相关要求

IEC60950-1999标准对于设备可接触零部件的温升有如下安全要求：操作人员接触区的部件仅短时间被握持或被接触的把手、旋钮、提手等。正常使用被连续握持的把30 ℃40 ℃手、旋钮、提手等。

可能会被接触到的设备外表45 ℃55 ℃面

可能会被接触到的设备内表45 ℃55 ℃面

热设计应确保设备内相关部件的温升不超过表中所列限值。

⑵与防护相关的要求

设备的防尘网将影响强迫风冷通风散热流量，系统热设计分析时必须了解选用防尘网的风阻曲线（如下图12.1所示样式）。

表12.1可接触零部件的温升的上限值

金属玻璃、陶瓷或釉料35℃45 ℃

塑料和橡胶

60 ℃50 ℃70 ℃70 ℃

图12.1 某防尘网的风阻特性曲线

12.2变速风扇散热时的设计要求

变速风扇是降低设备正常工作条件下的强迫风冷散热噪声和提高风扇使用寿命的重要手段。一般根据设备外环境温度或内部空气温度的变化来调节风扇的转速，风扇转速随温度监控点的温度升高而升高。规格分析阶段有必要根据产品的具体情况确定是否采用变速风扇散热设计。一般原则是当产品功耗大到使设备噪声超过或接近噪声要求上限时才有必要考虑采用变速风扇。12.3与热设计相关的EMC要求

热设计需要进出风口开孔率越大越好，而这将影响电磁屏蔽效果，因此在进出风口开孔率问题上热设计和EMC是一对矛盾。由于EMC指标是产品需要强制通过的（这也是热设计难做的原因之一），往往热设计不得不服从电磁屏蔽对进出风口开孔的要求。

解决电磁屏蔽和热设计的矛盾的最好的方式是采用波导通风板，因为波导通风板的开孔率大于90%，几乎不增加进出风口的风阻。

秘密

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