大功率电子设备结构热设计研究

大功率电子设备发热量大,其热设计的好坏直接影响系统的可靠性。针对大功率电子设备的热设计问题,介绍了一种实用的强迫风冷散热设计方法。以某工程大功率功放设备结构热设计为例,详细阐述了热设计方法的选择以及设计步骤和设计过程,并采用Icepak热分析软件对整机设计进行热设计仿真,给出合理优化的设计结果。经过高低温环境试验和工程实际应用验证,证明该设计方案有效可行。     

一种新型无机传热元件

随着电子设备的结构越来越紧凑,组装密度越来越高,功耗越来越大,设备的散热问题越来越严重,传统的热设计技术已很难满足其要求,应积极跟踪并应用新的热设计技术,以满足现代电子设备的发展需要.对一种新型无机传热元件的工作原理进行了详细说明,对其传热效果进行了验证,给出了应用实例,可供从事军用电子设备研制的设计人员参考.该传热元件能有效解决大功率设备和密封设备的散热问题,从而确保设备工作的稳定性,提高其可靠性.     

某空间气体监测仪热设计及试验验证

某空间气体监测仪结构布局紧凑,在较小尺寸空间内交错布置有8个镜头组件、11台电子设备内热源和2个电机。内热源数量众多,工作时间长,与镜头控温要求差别大,且1个电机为二维转动热源,这些特点给热设计带来挑战。为有效解决热控难题,采用了多种设计思路组合。基于热管理思路对监测仪各部组件热行为进行系统管理,以节省热控资源;基于间接热控思路对所处热环境复杂的光学镜头组件进行控温,提高其控温精度和温度稳定度;对转动电机则进行辐射冷却,避免在传热路径中引入挠性转动环节,以提高热控系统可靠性;并基于结构热控一体化设计,在结构上充分保证热设计各项需求。热平衡试验结果表明:高低温工况下,监测仪各部组件温度均满足指标要求,且整个寿命周期内,光学镜头温度稳定度较高,同一工况下光学镜头最大温度波动在1℃以内,实现了多热源复杂工作机制下光学镜头的高精度精密热控。     

电子设备的热设计探析

目前电子技术的发展速度在不断的提高,一些大功率和高功率的的元器件得以广泛的研制出来,而在对这些电子元器件进行合理时,则需要对其散热性进行充分的考虑,做好热设计工作,从而确保电子元器件性能的可靠性。本文对电子设备散热设计的一般原则进行了分析,并进一步对热设计的主要技术进行了具体的阐述。     

固态发射机热设计与飞行验证

大功率高热流密度固态发射机是环境一号C 卫星有效载荷中的关键设备,对整星的热设计影响很大。固态发射机热设计的目的,是满足固态发射机的温度需要,从而确保固态发射机的安全可靠工作。该文论述了环境一号C 卫星固态发射机热控设计及解决的关键问题。飞行遥测结果表明,固态发射机热控设计正确、方案合理,很好地满足了固态发射机的温度要求。      

微型星敏热控设计及仿真

为了保证应用平台在轨任务期间的星敏感器正常工作,需要对其进行热设计。结合微型星敏感器组件的空间环境外热流、安装布局以及工作模式等条件,在热分析优化的流程上考虑了光机热等多种因素影响,设计了微型星敏感器组件的热控方案。该热控方案提出采用主动电加热以及遮光罩与星敏本体均温化的设计思路,解决了微型星敏感器组件在轨期间的空间热环境复杂、温度控制要求高、散热途径受限于安装结构等问题,保障了微型星敏感器组件有效、可靠的工作。建立了I-DEAS /TMG 有限元分析模型,开展了高、低温工况下的星敏感器组件的热控仿真,分析了星敏感器组件的温度分布以及均匀性等仿真结果,最后进行了地面试验,验证了热控方案的正确性,满足星敏感器组件热设计要求。文中工作可为后续在轨平台的微型星敏热设计提供参考。     

液体冷板计算仿真研究

对大功率电子设备上采用的液体冷板的传热特性进行了分析求解,介绍了热设计过程中,液体冷板传热计算的具体方法,并使用Icepak热分析软件对散热效果进行了仿真,将仿真结果和计算结果进行对比,验证了设计过程的合理性.     

空间相机大功率热源散热设计

为解决复杂外热流下散热面难以确定的难题,基于散热面总到达外热流最小的设计原则,对空间相机大功率热源散热设计进行研究。首先,根据相机所处空间环境分析相机受到的外热流。接着,通过分析外热流与热源工作模式,采用在相机两侧设置辐射冷板散热并通过热管耦合的方式,增大了热源的散热效率,减小了辐射冷板的面积。最后,根据相机所处空间环境和采取的热控措施利用热仿真软件进行了热分析验证。仿真结果表明：可见光组件温度为-1.9℃～12.9℃,红外组件温度为1.7℃～10.5℃,制冷机热端温度为-12℃～0.3℃,制冷机压缩机温度为-11.3℃～21.3℃。满足温控指标要求,解决了复杂外热流下相机大功率热源的散热问题。     

某低轨倾斜轨道相机热控系统设计与验证

某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备大功率制冷机。复杂的外热流环境和高稳定度的指标要求给热控系统的设计研制带来了极大的挑战。根据任务特点和需求,对热控研制任务展开了分析,提出了借助卫星平台姿态规避,间接辐射控温以及±X侧耦合散热面等热控措施。热平衡试验与在轨飞行实测数据表明,相机光学系统的温度水平保持在（18±2） ℃范围内,稳定度优于±0.3 ℃/轨,满足相机各项温度指标,证明相机热控设计方案合理可行,相机在轨工作条件良好。     

空间电子设备的环境适应性

为了使电子设备在复杂而恶劣的空间环境下可靠的工作,针对空间主要自然环境因素的特点,对空间电子设备采用环境适应性设计的方法做出了分析并提出了相应对策。将环境适应性设计到空间电子产品中去,通过地面环境模拟试验可以获得试验结果来验证其实施效果,以便改进设计提高产品质量与可靠性。     

空间观测设备热设计与热分析

以观测设备为研究对象,根据观测设备工作的环境和本身结构特点,选择了传导散热措施;在研究传导散热理论基础上,对大功耗元器件进行了传导散热设计。通过建立有限元模型,对散热片的厚度、散热片的接触面积与各功耗器件的稳态温度关系进行了分析和优化,得到散热片的最优传导面积。实验结果表明,进行了热设计的观测设备,在环境温度为-20～50℃的环境中,通电工作正常,且稳态温度不超过85℃,满足使用要求。     

工程设计中的热设计仿真

某野外工作设备,内部安装了大功率器件,而工作环境温度较高,为保证内部元器件和设备的热可靠性,热分析和热控制必不可少,热设计的优劣成为该设备结构设计的关键。介绍了在该产品设计中借助于Icepak热设计工具软件,通过热设计仿真,成功解决了散热问题的经过。并经过试验证明,热分析的结论与实际情况非常接近。     

电磁计算在复杂舰船平台电磁环境效应量化设计中的应用与挑战

随着科学技术和军事战略的发展,舰船平台将广泛采用隐身化、射频集成、集成上层建筑等新技术,以及新体制信息系统、定向能装备等新型装备,以满足对平台性能和体系作战能力的要求,由此复杂舰船平台将面临着由平台内部、编队体系内、战场强电磁脉冲等电磁环境导致的电磁环境适应性问题.通过电磁计算进行复杂舰船平台电磁环境效应量化设计是实现复杂舰船系统级精确电磁设计的关键手段,是保障用频舰船适应平台内外电磁环境的有效途径.为此,本文以电磁计算在复杂舰船平台电磁环境效应数字化设计中应用与面临的挑战为主题,阐述了复杂电磁环境内涵,综合归纳了电磁计算在舰船平台领域国内外应对电磁环境效应的应用现状,深刻分析了复杂舰船平台电磁环境效应控制和电磁量化设计面临的问题及挑战等,最后提出了应对措施建议.     

某电子设备热控系统的设计

为解决电子设备的散热问题,对某电子设备的热控系统进行了设计,采取了加导热片、填充导热填料等高可靠性导热方式进行散热,并在HyperMesh软件中建立了有限元模型,通过Patran/Nastran软件进行了仿真计算。计算结果表明,采取热控措施后印制板及元器件温度降低,且分布更加均匀,验证了热控系统设计的合理性。     

激光通信器热设计与热试验

激光通信器作为一种先进的光通信的设备,通信容量大,传输速度快,具有广泛的应用前景。其对设备温度均匀性和稳定性要求高来保证通信质量,且转动关节在两个方位上转动来更大范围地获取信号,转动关节裸露在外空间,都给热设计带来挑战。针对激光通信器的工作特性和外部空间环境规律,采用主动和被动热控方法开展热设计,对转动关节热设计、大功率密度光学器件散热技术、 散热面和高精度控温设计方面进行了介绍。并根据热设计状态,设计了单机的热平衡试验,通过高低温热平衡试验对热设计方案进行验证。试验结果表明,设计方案合理可行,为后续转动高热流密度的载荷热设计提供借鉴思路。     

抗恶劣环境的电子设备热设计探讨

根据抗恶劣环境热设计要求 ,本文分析了几种热设计的方案 ,着重对气 -气热交换器及空气调节器的散热方式进行讨论 ,提供适用于抗恶劣环境电子设备热设计的选择。     

Hα太阳空间望远镜热设计

Hα太阳空间望远镜具有对日光谱成像及全日面成像功能,具有多功能、高度集成化的特点。它位于卫星载荷舱内,在轨姿态多变,并且具有连续观测的工作模式,焦平面组件及电单机工作热环境苛刻,对热设计提出较高要求。通过星载一体化设计及相机结构合理布局,在卫星舱板靠近相机处预留辐射散热通道,合理设计散热面将工作热耗快速导出,保证各部组件温度满足指标要求。搭建热平衡试验平台,对高低温工况下的热分析和热平衡试验及在轨数据进行对比,同一工况下各电单机最大温差≤4℃,对热设计的正确性进行了验证。保证了Hα太阳空间望远镜在复杂空间环境下的正常工作,对此类空间太阳望远镜热控设计具有一定的借鉴意义。     

基于正交试验的控制柜热设计研究

在已有机柜散热方式的基础上,采用整体区域的平均温度作为环境温度的近似,借助L64(98)正交表分析控制柜关键因素位置对其平均温度的影响。结果表明,左侧入风口和电子元件A1对平均温度的影响最大。极差分析优组合与原始布局相比平均温度下降了1.38 ℃,通过优化关键因素位置,控制柜可靠性得到了提高,为机柜系统热设计提供一定参考。     

航天用中继测控射频模块的热设计

介绍了航天用中继测控射频模块的热设计方法,针对设备实际应用环境提出了热设计方案以及工艺实现方法,同时采用有限元法对设备进行了热仿真优化。对样机进行了试验测试,几款功率器件结温均满足航天降额要求,保证了产品在其工作环境的长期可靠性,并通过热平衡试验验证了工艺措施和热仿真的合理性与可行性。