Конструирование блоков РЭС. Часть I. Тепловой расчёт блока РЭС. Муромцев Ю.Л - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
При разработке блоков (радиоэлектронных средств) РЭС немаловажную роль для правильного
их функционирования играет обеспечение допустимых тепловых режимов. При тепловых расчётах
блок рассматривается как сложная система тел с множеством внутренних источников теплоты. Точ-
ное аналитическое описание температурных полей внутри блока невозможно из-за больших вычис-
лительных трудностей и неточности исходных данных: мощности источников теплоты, теплофизиче-
ских свойств материалов и т.д. Поэтому при расчёте теплового режима блоков РЭА используют при-
ближённые методы анализа и расчёта. Целью расчёта является определение температур нагретой зо-
ны или его отдельных элементов, размеры и виды радиаторов мощных полупроводниковых прибо-
ров, что требует знаний и навыков теплофизического конструирования блоков РЭС. При выполнении
расчётов рекомендуется использовать пакеты прикладных программ, такие как Microsoft Office,
MathCAD и др.
В зависимости от конструкции блока возможны различные варианты лабораторной работы:
1) тепловой расчёт герметичного блока;
2) тепловой расчёт блока с перфорированным кожухом.
Дополнительно выполняются расчёты с принудительным охлаждением и радиатора для самого
мощного полупроводникового прибора в проектируемом блоке.
В работе требуется произвести расчёт температуры нагретой зоны одиночного блока, температу-
ры перфорированного блока РЭС, блока РЭС с принудительным охлаждением, а также рассчитать
радиатор теплонагруженного полупроводникового прибора.
Цель работы: из анализа основных технических характеристик и условий эксплуатации произ-
вести расчёты температуры блока РЭС, а также радиатора полупроводникового прибора.
Исходные данные: в качестве исходных данных выдаётся принципиальная электрическая схема
блока РЭС с описанием принципа её действия, назначение изделия и эксплуатационные условия, сбо-
рочный чертёж блока.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Подавляющее большинство маломощных радиоэлектронных средств лишь небольшую долю по-
требляемой от источников питания энергии выдают в виде полезной энергии сигналов, остальная
часть преобразуется в тепловую энергию и передаётся в окружающую среду. Общие энергозатраты
устройства в основном определяются мощностью тепловыделения и плотностью теплого потока,
проходящего через кожух (корпус) устройства. Точный анализ температурного состояния блока РЭС
связан с большими трудностями, которые объясняются сложностью конструкции и происходящих в
ней процессов, поэтому методика расчётов для разных типов блоков РЭС будет отличаться. В боль-
шинстве случаев общий расчёт выполняется в соответствии с четырьмя типовыми методиками.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕТОЙ ЗОНЫ
ОДИНОЧНОГО БЛОКА
Приведённая ниже методика расчёта справедлива для одиночных блоков в РЭС, имеющих гео-
метрические размеры в пределах 600 мм по трём измерениям. Предполагается, что блок имеет форму
прямоугольного параллелепипеда или цилиндра, ось которого может быть расположена горизонталь-
но или вертикально. Внутренняя архитектура блока может представлять собой различные конструк-
тивные варианты: шасси с расположенными на нём крупными электрорадиоэлементами, кассеты или
ячейки с микросхемами и отдельными дискретными элементами, имеющими геометрические разме-
ры, соизмеримые с размерами микросхем. Кассеты или ячейки могут располагаться горизонтально
или вертикально. При вертикальном расположении кассет или ячеек расчёт будет справедлив при ус-
ловии, что расстояние между кассетами не превышает 3 мм, для горизонтального расположения кас-
сет или ячеек такого ограничения нет.
Исходные данные
P – суммарная мощность тепловыделения в блоке (потребляемая мощность блока или опреде-
ляемая из анализа схемы электрической принципиальной), Вт; L
1
, L
2
, L
3
, (D, H) – геометрические раз-

Страницы