对于没有热分析经验的人来说，散热器尺寸计算可能是一项艰巨的任务。市面上有一些散热器设计软件，可以让你设计和分析散热器，以满足需要冷却的设备的热要求。如果没有这类软件，也可以使用电子表格或数学软件进行快速计算，估算出维持元件所需温度所需的散热器尺寸。
散热器设计假设
通过一些简化假设，您可以手动或使用电子表格进行散热器分析。这些计算的输出结果将是维持热源温度所需的散热器尺寸。
明应用中使用的 LED 以及数字电路和微处理器中使用的 MOSFET。要设计出适合您需要的散热器，需要确定 6 个尺寸。为了降低计算的复杂性，我们将作出以下假设：
1. 散热片厚度 t 和底座厚度 b 所形成的表面积远远小于散热器的总表面积。
2. 散热器的导热率足够高，以便散热器表面温度均匀且大致等于热源温度。
3. 热源的长度和宽度与散热器相同，并位于散热器底部的中心位置。
4. 热源与散热器底部完全接触。
上述假设会给计算带来一些误差。不过，进行这种计算的目的是粗略估计所需散热器的尺寸。然后可以使用更复杂的计算方法、软件或测试来完善设计。
如图 1 所示，该分析针对的是一个散热器，其底座垂直放置，仅通过自然对流和辐射进行散热。
▶自然对流计算
首先根据散热器的设计限制选择 L 和 H 值，然后根据所选的 L 和 H 值计算出散热器的宽度 W、散热片间距 s 和散热片数量 N。接着计算图 2 所示散热器外侧表面面积 A1 的对流散热量 Qc1。计算公式为 1：
Ts为热源温度；而Tamb为环境温度；
A1=HL+t（2H+L)
A1 区域的对流系数 h1 使用公式 3 计算。该公式适用于垂直表面的自然对流。有关该公式的开发详情，请参阅参考文献 [2]。区域 A1 包括小面积的水平表面。水平表面和垂直表面的自然对流系数大小差别不大，而且水平面积相对于垂直表面较小。因此，对整个区域使用公式 3 不会产生明显误差，并可简化计算。
等式 5 给出了翅片之间的最佳间距 sopt，该间距可产生最大的自然对流传热。公式 5 是通过计算翅片间距得出的，在该间距下，翅片内表面积与对流传热系数的乘积达到最大；
对流系数 h2 用于散热片之间的垂直表面。该对流系数用于小型水平表面以及散热器外部的小型垂直表面，这些表面都包含在 A2 区域内。与计算 Qc1 时一样，由于水平表面和外部垂直表面的面积较小，且不同方向表面的对流系数大小相似，因此在面积 A2 上使用单一的 h2 值是可以接受的。
▶辐射计算
对于自然对流冷却的散热器来说，辐射散热的贡献可能相当大。因此，在计算散热器尺寸时必须考虑到这一点。请参考《辐射在散热器设计中的重要性》，详细了解辐射在散热器中的作用。与自然对流散热器的计算一样，A1 区域的辐射散热量 Qr1 也是通过公式 9 计算得出的：
▶散热器计算
最后一步是计算在温度 Ts 下散热所需的散热片数量 N。已知散热片数量后，就可以计算出散热器的宽度。
根据能量守恒定律，热源产生的热量 Q 必须等于散热器在稳定状态下的散热量，公式 12 表示了这一点：
最后一步是计算在温度 Ts 下散热所需的散热片数量 N。已知散热片数量后，就可以计算出散热器的宽度。
根据能量守恒定律，热源产生的热量 Q 必须等于散热器在稳定状态下的散热量，公式 12 表示了这一点：方程 12 中使用的 ⌈ ⌉ 符号是四舍五入到最接近整数的数学符号。由于散热片的数量是整数，因此需要这样做。等式 13 用于确定散热器的宽度：通过这些计算，我们可以了解应该改变哪些尺寸来优化散热器的大小。如果要尽量减小散热器的体积，则长度应尽可能小。这将最大限度地提高散热器的传热效果，从而减少将源温度限制在所需值以下所需的表面积。
