Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры

Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры

Предисловие

Современные технические устройства все более насыщаются радиоэлектронной аппаратурой (РЭА) различного назначения. Это приводит к усложнению РЭА , увеличению числа входящих в нее элементов, совершенствованию элементной базы при постоянном стремлении максимально снизить габариты и массу аппаратуры.

Энергетический коэффициент полезного действия радиоэлементов, как правило, невелик, и значительная доля энергии питания превращается в тепловую энергию с соответствующим перегревом элементов и аппаратуры. В широких пределах могут меняться условия эксплуатации РЭА, в том числе температура окружающей аппаратуру среды. Оговоренный в технических условиях на большинство радиоэлементов диапазон рабочих температур сравнительно мал, а работа элементов вне этого диапазона обычно приводит к значительному снижению их надежности и соответственно к снижению надежности аппаратуры в целом. Переход на полупроводниковые приборы, отличающиеся сравнительно небольшой потребляемой энергией и малыми размерами (при использовании традиционных подходов), не снижает перегревов, что объясняется увеличением удельных мощностей рассеивания.

Необходимого (нормального) температурного (теплового) режима работы элементов и РЭА можно добиться осуществлением ряда мероприятий. К их числу относятся: разработка термостабильных элементов и схем, соответствующая компоновка узлов и РЭА в целом, применение терморегулирования и т.д. В настоящее время практически все крупные радиоэлектронные комплексы оборудуются специальными системами терморегулирования. Масса, габариты, надежность терморегулирующих систем сравнимы с соответствующими показателями РЭА. Таким образом, проблема обеспечения нормального теплового режима РЭА тесно связана с проблемами конструирования РЭА и радиоэлектронных комплексов, создания надежной аппаратуры.

В книге изложены вопросы, связанные с рациональным обеспечением нормальных тепловых режимов при конструировании РЭА. В основном рассматривается РЭА с воздушным охлаждением, получившая наибольшее распространение. В отличие от существующего, предпринята попытка системного подхода к обеспечению теплового режима при конструировании РЭА, начиная с конструирования и выбора режима работы элементов и кончая рассмотрением аппаратуры в целом. Показано, что такой подход позволяет улучшить габаритно-массовые характеристики радиоэлектронных комплексов и в том случае, когда в силу больших мощностей, рассеиваемых элементами, мер, принятых в процессе рационального по тепловым режимам конструирования РЭА, оказывается недостаточно и применение в радиоэлектронном комплексе систем терморегулирования становится неизбежным. Ранее при расчете тепловых режимов РЭА применялись главным образом детерминированные методы, которые не позволяли достаточно просто связать тепловые свойства элементов и РЭА с их надежностью. Здесь широко используются вероятностные методы, что, по мнению авторов, существенно упрощает задачу.