CC BY
51
Масленникова Я.Л., Хацкевич О.П., Закирова Э.А.
РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУР КОРПУСОВ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПЕЧАТНОМ УЗЛЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ В АСОНИКА-ТМ
Представлены результаты расчета и обеспечения температурных режимов работы комплектующих элементов на основе математического моделирования тепловых процессов, протекающих в печатном узле источника вторичного электропитания. Даны рекомендации по улучшению температурных режимов элементов
Тепловой режим оказывает существенное влияние на работу радиоэлектронных средств (РЭС). Это выражается в изменении выходных характеристик аналоговых устройств, снижении помехоустойчивости цифровых устройств, увеличении интенсивности отказов и надежности РЭС в целом .
В процессе эксплуатации РЭС подвергается воздействию различных дестабилизирующих факторов. К тепловым воздействиям относятся рассеиваемые при работе элементов мощности, изменения температуры внешней среды и тепловые потоки от окружающих прибор объектов. Поэтому при выборе вариантов конструкции наряду с задачами монтажно-коммуникационных требований, помехоустойчивости, технологичности, вибропрочности необходимо решать задачи обеспечения нормального теплового режима.
В связи со сказанным выше была поставлена задача: рассчитать тепловой режим работы платы питания блока управления антенными переключателями (БУАП) и на основании анализа тепловых характеристик ПУ сделать выводы о соответствии техническим условиям на ЭРИ по тепловым характеристикам. Расчет проводился при помощи подсистемы АСОНИКА-ТМ при максимальной температуре окружающей среды (+40°С) в наиболее теплонагруженном стационарном режиме.
Подсистема АСОНИКА-ТМ предназначена для анализа механических и тепловых характеристик ПУ и электрорадиоэлементов (ЭРЭ) при тепловых (стационарных и нестационарных) и механических (гармоническая и случайная вибрации, одиночный и многократный удары, линейные ускорения и акустический шум) воздействиях.
При моделировании типовых конструктивных элементов, к которым относятся печатные узлы, их модель тепловых процессов строится подсистемой АСОНИКА-ТМ автоматически. В этом случае моделируемый печатный узел описывается в привычных терминах: размеры печатного узла, расположение ЭРИ и про-
чие.
Полученные на предыдущем этапе моделирования блока в целом температуры конструктивных элементов и воздушных объемов используются как граничные условия для расчета теплового режима печатных узлов. Кроме этого для подготовки исходных данных для расчета теплового режима печатного узла необходимо описывать геометрические и теплофизические параметры каждого радиоэлемента - координаты их установки, площади ЭРЭ, их тепловые сопротивления крепления, мощности тепловыделения.
Анализ Приложения Помощь
f /V -Тг п. пп. Г ЛИ "с
| Печатный узел ^ Слои 3 ^ "
ГК ліс- чи., и Я ^ . ‘є-" град ом :де 1И!-«1
Ц Описание элемента j ZЬ Вид на плоскости 3D Вид в пространстве | Н | Масштаб |80.00& т} щ| СИ| S 0 Р О
2-і К
|2ні2 шіепгси°д
Печатный узел\Слои\Слой 1
пуск 3 Total Commander 7.0,,, GS 4 Microsoft Office ,,. ■» lb 2 Проводник
If *1 "Jjv її
Рис. 1. Трехмерная модель печатного узла питания в АСОНИК-ТМ.
б;
Рис. 2. Распределение температур на печатном узле питания: а) первая сторона, б) вторая сторо-
Как видно из результатов теплового анализа ПУ наиболее теплонагруженными ЭРИ в ПУ питания являются конденсаторы С8, С12, С14, С16, С18, С108, С112, С114, С116, С118, трансформаторы Т1, Т2, Т101, Т102, дроссели Ъ1, Ь2.
Улучшить тепловой режим этих ЭРИ можно либо за счет замены их на более теплостойкие (с большей максимально допустимой по ТУ температурой), либо улучшить теплоотдачу с корпуса прибора (например, обеспечить контакт основания прибора с теплоотводящим основанием, что позволит уменьшить температуру корпуса прибора, внутренней газовой среды, а, следовательно, и ЭРЭ на печатных узлах).
на
