Системы охлаждения и способы обеспечения нормального теплового режима конструкций РЭС.

Система охлаждения – совокупность устройств и конструктивных элементов, используемых для уменьшения локальных и общих перегревов.

Системы охлаждения различаются:

- по способу организации системы (индивидуальная, групповая)

- по роду хладагента (воздух,жидкость)

- по способу движения хладагента (естественное, принудительное)

- по виду материала теплоотвода (металл, керамика)

В конструкциях радиоэлектронных средств используются испарительные системы охлаждения, естественное воздушное охлаждение, принудительное (активное) воздушное охлаждение, жидкостные системы охлаждения.

Выбор способа охлаждения происходит на ранних стадиях разработки устройства. Основные показатели при выборе на ранних стадиях разработки: плотность теплового потока (поверхностная) и максимальный температурный режим устройства.

Для конструкции прямоугольной формы:

Коэффициент заполнения:

Минимально допустимый перегрев компонентов в блоке

 – минимально допустимая температура поверхности наименее теплостойкого элемента;

 – температура окружающей среды.

 

Номограмма – график зависимости DT и g_s

 

 

25(2)

1 – зона естественного воздушного охлаждения

3 – зона принудительного воздушного охлаждения

5 – жидкостное охлаждение

2, 4 – переходящие зоны (зоны решений)

В соответствии с плотностью теплового потока узлы и блоки РЭС подразделяются на:

· теплоненагруженные

· теплонагруженные

Воздушное естественное охлаждение (75% теплоты отводится за счёт естественной конвекции, 15% – за счёт теплопроводности и 10% – за счёт излучения).

Чтобы отвод теплоты от элементов конструкции был эффективным необходимо: обеспечить хороший тепловой контакт всех теплонагруженных элементов с корпусом изделия, увеличить поверхность корпуса, для увеличения объёма охлаждающего воздуха выполнить в стенках корпуса перфорационные отверстия, печатные платы с элементами размещать вертикально, а не горизонтально, чтобы не было препятствий свободному потоку воздуха, платы с недостаточно стойкими элементами размещать внизу конструкции, т.е. в зоне минимальной температуры

Принудительное воздушное охлаждение

Три системы принудительного воздушного охлаждения:

           

приточная     вытяжная      приточно-вытяжная

Для увеличения теплоотводящей способности используется оребрение охлаждающей части трубы.

25(3)

При этом система принудительного охлаждения имеет ряд недостатков: увеличивается объём и масса конструкции, требуются большие затраты мощности на охлаждение, высокий уровень акустических шумов и вибраций.

Чисто жидкостные системы эффективны только лишь в том случае, если обеспечивается хороший тепловой контакт между источниками теплоты и охлаждающей жидкостью (теплоносители).

Воздушно-жидкостные системы охлаждения: отвод теплоты от блоков осуществляется как поступающим в стойку от вентилятора воздухом, так и жидким носителем (чаще водой, реже – фреон и антифриз), поступающим по трубам к охладителям. Охладители выполняются в виде систем параллельных трубок, расположенных под каждым охлаждаемым блоком или в виде направляющих для ТЭЗов.

Кондуктивно-жидкостные системы: используется принцип параллельного охлаждения, когда каждый ряд элементов (источников теплоты) и даже каждый элемент охлаждаются отдельно.

Испарительная система: тепловая труба представляет собой герметичный алюминиевый или стальной корпус внутри которого помещается капиллярно-пористый фитиль, изготовленный из металлических и неметаллических сеток, металловолокон, металлокерамических и порошковых материалов, а также жидкий теплоноситель(вода, аммиак)

Фитиль насыщается теплоносителем, если на один конец трубы подаётся теплота, то носитель там испаряется и перемещается по трубе до тех пор, пока не конденсируется и превращается опять в жидкость в холодной части трубы. Затем за счёт капиллярного эффекта теплоноситель по фитилю возвращается к горячему концу тепловой трубы.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: