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
Четырехканальный реограф на транзисторах
Реографией называется метод изучения состояния какой-либо системы
и происходящих в ней процессов по изменению электрического сопротивления этой
системы для постоянного или переменного тока. Реография - весьма точный метод,
так как даже очень малые изменения сопротивления могут быть за ...