Расчет электрических параметров

Эскиз блока РЭС изображен на рис. 11.

Так как расстояние от нижней грани кожуха корпуса до печатной платы составляет 5 мм, то при таких зазорах в замкнутых вертикальных прослойках конвекция воздуха не развивается. Следовательно, этот воздушный объем можно отнести к тонкой воздушной прослойке.

Рис.11. Эскиз блока РЭС

Идеализируем процессы теплопередачи в блоке:

примем изотермичными каждую грань корпуса;

примем изотермичным объем воздуха внутри корпуса сверху от печатного узла;

так как печатный узел имеет равномерное по площади рассеяние тепловой энергии и для него не требуется определять подробное температурное поле, то для упрощения построения МТП представим печатный узел в виде нагретой зоны;

не учитываем теплопередачу от печатного узла к корпусу блока через элементы крепления печатного узла.

С учетом такой идеализации процессов теплопередачи блок РЭС условно разбиваем на 8 изотермичных объемов, которым ставятся в соответствие 8 узлов МТП (см. табл.1).

Моделирование

В подсистеме АСОНИКА-Т существует 4 варианта типовых конструкций РЭС: пластина, корпус, модульная конструкция, кассетная конструкция. Использование этих конструкций существенно упрощает процесс моделирования и расчета, т.к. для данных конструкций уже заданы все процессы теплопередачи между узлами исследуемого объекта.

Таблица 1 Узлы МТП герметичного блока РЭС

В нашей работе мы используем типовую конструкцию корпус, т.к. она соответствует построенной нами МТП. Задаем параметры нашего корпуса. Корпус находится в окр. среде, режим работы => расчета стационарный.

Рис.12. Окно ввода параметров типовой конструкции «Корпус»

После ввода соответствующих параметров в рабочем окне подсистемы АСОНИКА-Т появится изображение физической модели корпуса (см. рис. 13,а). Можно также отобразить и топологическую модель ( рис.13,б)

Рис.13. Изображение модели корпуса:

Рис. 14 Топологическое отображение модели корпуса с подписанными узлами

Далее нам необходимо создать и добавить к общей модели узел, который будет отвечать за печатный узел, задать параметры его мощности тепловыделения, а также задать параметры окружающей среды.

Создаем новый узел, и задаем для него параметры взаимодействия. Печатный узел взаимодействует с нижней стенкой корпуса блока через тонкую воздушную прослойку (ветвь 9-4 типа 41), конвекцией с воздухом внутри блока (ветвь 9-8 типа 26), излучением взаимодействует со всеми гранями корпуса (ветви: 9-1, 9-2, 9-3, 9-4, 9-5, 9-6 типа 16). Далее создаем начальные узлы (пронумерованы 0). Один узел 0 соединяем с узлом 7 (окружающая среда) и задаем тип воздействия - постоянная температура 25°С. Второй узел 0 мы соединяем с узлом 9 (печатный узел), т.к. тепловыделение идет от печатной платы, и задаем тип воздействия - постоянная мощность 0.4Вт. Получаем готовую к расчету модель. Выполняем расчет.

Результаты моделирования

В результате моделирования мы получаем температуры в узлах нашей тепловой модели, которые соответствуют температурам стенок моделируемого корпуса, печатного узла, а также воздуха внутри корпуса. (рис. 16). Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты расчета

Рис. 16 Результаты расчета

Заключение по моделированию

В ходе моделирования на подсистеме АСОНИКА-Т был произведен ряд температурных расчетов блока, результаты которых показаны выше. Исходя из полученных данных можно сказать, что исследуемое РЭУ может быть использовано без доработок, так как полученная температура в каждом из узлов не превышает заданной условиями эксплуатации. Температура максимальна в узлах находящихся в непосредственной близости от печатного узла (нижняя стенка), но и там она не превышает допустимой. Температура печатного узла также находится в пределах эксплуатационной.

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...