Тепловой режим электронной аппаратуры
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Схемотехника. Общие вопросы
Издательство:
Южный федеральный университет
Авторы:
Палий Александр Викторович, Замков Евгений Терентьевич, Саенко Александр Викторович, Клунникова Юлия Владимировна
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 109
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9275-2192-0
Артикул: 698497.01.99
Доступ онлайн
156 ₽
В корзину
В учебном пособии излагаются основы теплопередачи и расчета теплового режима электронной аппаратуры в объеме, предусмотренном стандартом для подготовки бакалавров по направлению 11.03.03 «Конструирование и технология элек-тронных средств». Пособие рекомендовано для студентов, обу-чающихся по данному направлению, а также для специалистов в области конструирования электронной аппаратуры.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А.В. Палий, Е.Т. Замков, А.В. Саенко, Ю.В. Клунникова Тепловой режим электронной аппаратуры
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» Инженерно-технологическая академия А.В. Палий, Е.Т. Замков, А.В. Саенко, Ю.В. Клунникова Тепловой режим электронной аппаратуры Учебное пособие заведений, обучающихся по направлению подготовки 11.03.03 Конструирование и технология электронных средств Таганрог Издательство Южного федерального университета 2016
УДК 621.382 (075.8) ББК 32.85я73 Т343 Печатается по решению редакционно-издательского совета Южного федерального университета Рецензенты: кандидат технических наук, доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ Авдеев С.П.; кандидат технических наук, доцент, заместитель главного конструктора ТНИИС Горин А.М. Палий, А.В. Т343 Тепловой режим электронной аппаратуры: учебное по собие / Палий А.В., Замков Е.Т., Саенко А.В., Клунникова Ю.В.; Южный федеральный университет. – Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2016. – 109 с. ISBN 978-5-9275-2192-0 В учебном пособии излагаются основы теплопередачи и расчета теплового режима электронной аппаратуры в объеме, предусмотренном стандартом для подготовки бакалавров по направлению 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств». Пособие рекомендовано для студентов, обучающихся по данному направлению, а также для специалистов в области конструирования электронной аппаратуры. ISBN 978-5-9275-2192-0 УДК 621.382 (075.8) ББК 32.85я73 © Южный федеральный университет, 2016 © Палий А.В., Замков Е.Т., Саенко А.В., Клунникова Ю.В., 2016
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ........................................................................................ 6 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОННОЙ АППА РАТУРЕ, ЕE ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМАХ И СПОСОБАХ ОХЛАЖДЕНИЯ................................................................................ 9 1.1. Элементная база электронной аппаратуры, основные поня тия и определения............................................................................... 9 1.2. Характеристика условий эксплуатации аппаратуры ............. 12 1.3. Термостойкость элементной базы............................................ 15 1.4. Нормальный тепловой режим аппаратуры ............................. 18 1.5. Понятие о классах электронной аппаратуры .......................... 20 1.6. Способы охлаждения аппаратуры ........................................... 24 2. ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ............................................... 40 2.1. Передача тепла теплопроводностью........................................ 42 2.2. Передача тепла конвекцией...................................................... 44 2.3. Передача тепла излучением...................................................... 46 3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СТАЦИОНАРНОГО И НЕСТАЦИ ОНАРНОГО ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ............................................................................... 51 3.1. Расчет стационарного теплового режима микросборок при естественном воздушном охлаждении и внутреннем перемеши вании воздуха.................................................................................... 51
3.2. Расчет стационарного теплового режима дискретных эле ментов в блоке с естественным воздушным охлаждением и внутренним перемешиванием воздуха ........................................... 68 3.3. Расчет стационарного теплового режима микросборок (мик росхем) в блоке при принудительном воздушном охлаждении .. 72 3.4. Расчет стационарного теплового режима дискретного эле мента в блоке при принудительном воздушном охлаждении...... 80 3.5. Расчет нестационарного теплового режима при постоянной мощности и постоянной температуре окружающей среды.......... 84 3.6. Расчет нестационарного теплового режима при постоянной мощности и температуре окружающей среды, изменяющейся по линейному закону............................................................................. 85 3.7. Расчет нестационарного теплового режима при постоянной мощности и температуре окружающей среды, изменяющейся по экспоненциальному закону.............................................................. 86 3.8. Расчет нестационарного теплового режима при периодиче ском импульсном выделении мощности и постоянной темпера туре окружающей среды.................................................................. 87 3.9. Расчет нестационарного теплового режима при периодиче ском импульсном выделении мощности и температуре окружа ющей среды, изменяющейся по линейному закону...................... 87
3.10. Расчет нестационарного теплового режима при периодиче ском импульсном выделении мощности и температуре окружа ющей среды, изменяющейся по экспоненциальному закону....... 88 3.11. Расчет нестационарного теплового режима при апериоди ческом импульсном выделении мощности .................................... 89 3.12. Расчет нестационарного теплового режима блока, работа ющего в составе стойки (шкафа) при естественном воздушном охлаждении........................................................................................ 90 3.13. Расчет нестационарного теплового режима блока, работа ющего в составе стойки (шкафа) при принудительном воздуш ном охлаждении................................................................................ 93 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................. 96 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................................ 98 ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................ 100
ВВЕДЕНИЕ Тепловые режимы электронной аппаратуры в значительной степени определяют надежность ее работы. Микроминиатюри зация устройств электроники привела к необходимости учета тепловых режимов аппаратуры. В связи с этим в многочисленных научно-исследователь ских институтах и лабораториях радиотехнического профиля существуют рабочие группы и отделы для обеспечения нор мальных тепловых режимов проектируемой аппаратуры. В настоящее время обширные сведения о теплообмене в электрон ной аппаратуре принято относить к отдельному разделу тепло физики, а знаний об общих законах теплообмена для успешного исследования тепловых режимов аппаратуры оказывается недо статочно. Исследования тепловых режимов электронных устройств выдвинули также новые проблемы в области теории теплопро водности. С точки зрения теплофизики электронная аппаратура представляет собой систему тел с источниками и стоками энер гии, сложным образом распределенных в пространстве и во вре мени [1]. В некоторых случаях температурное поле такой системы можно описать с помощью простейших математических моделей однородных тел (цилиндр, шар, пластина, полупространство и т.
д.), которые хорошо изучены в теории теплопроводности. По этому специалистам, занимающимся исследованием тепловых режимов электронной аппаратуры, приходится решать не только конкретные инженерные задачи, но и искать общие закономер ности, управляющие пространственно-временным изменением температурного поля в сложной системе тел. Определение таких закономерностей имеет не только научное, но и практическое значение: в системах многих тел с источниками и стоками энер гии количество комбинаций размеров, форм, свойств тел и т.п. настолько велико, что эмпирические поиски приемлемого вари анта конструкции становятся экономически неоправданными. Сложные системы тел встречаются не только в радиоэлектрони ке, но и в других областях приборостроения, например, в оптике, автоматике. Поэтому возрастает интерес инженеров-конструк торов к теории теплообмена вообще и, в частности, к тем разде лам теплопроводности, в которых изучаются сложные системы тел. Несмотря на актуальность рассматриваемой проблемы, имеющаяся немногочисленная литература по тепловым режи мам электронной аппаратуры не отражает большую часть вопро сов, возникающих на практике. Сведения о процессах теплооб мена в электронной аппаратуре приводятся в статьях, немного численных монографиях.
Учебное пособие представляет собой изложение основных идей и принципов исследования тепловых режимов электронной аппаратуры, содержит расчеты стационарного и нестационарно го тепловых режимов устройств, а также список контрольных вопросов для проверки знаний студентов конструкторских направлений.
1. Основные сведения об электронной аппаратуре, её тепловых режимах и способах охлаждения 1.1. Элементная база электронной аппаратуры, основные понятия и определения Современная электронная аппаратура отличается значи тельной сложностью, но состоит из отдельных частей, каждая из которых в конструктивном и функциональном отношении зна чительно проще всего устройства в целом. Рассмотрим отдель ные части конструкции сложной аппаратуры. При этом начнем с наиболее простых элементов конструкции – радиодеталей, а за кончим сложной системой, представляющей собой комплекс различных приборов и устройств. Приводимые ниже термины и определения заимствованы из специальной литературы [1-3]. Радиодеталью или элементом называют неделимую часть конструкции аппаратуры. Элементами, например, являются кон денсаторы, резисторы, электронные лампы, предохранители, твердые схемы, полупроводниковые приборы и т. п. Модуль – простейшая законченная конструкция, состоящая из элементов. Он имеет стандартные размеры, принятые за эта лон для данной модульной системы. Тип модуля определяется выполняемой им функцией, например, усиления, триггера, логи ческой схемы и т. п. Модуль, собранный из комплекса специаль ных микроэлементов, называют микромодулем. Микросхемы
Доступ онлайн
156 ₽
В корзину