贺 媛,温庆荣,徐明轩,张晓亮

(华北光电技术研究所,北京 100015)

1 引 言

军工电子产品在保证其可靠性的同时,对产品的小型化、轻量化以及恶劣环境条件下的应用等均提出更高的要求。因此,势必引起电子产品内部电子元器件的功率密度的不断增加,进而引起散热量的增加。在密闭的环境内,如果各电子元器件工作中产生的热量无法及时散出,导致热量聚积,引起电子元器件的温度过高甚至超过其极限值,将会造成电子产品的失效,降低其可靠性[1-2]。研究表明,55 %的电子产品的故障都与温度有关[3]。因此,进行电子产品的热设计工作,是保证产品可靠性的重要环节。研究密闭产品的散热,对提高产品的运行稳定性和可靠性具有至关重要的意义。

本文详细介绍了对密闭式红外传感器的热仿真分析和结构热设计优化,通过对产品散热翅片的结构和风扇的选择与位置优化确定了该产品的最优热设计方案。

2 基于热设计的结构分析

2.1 产品的热设计参数指标

密闭式红外传感器的制冷机在工作时制冷过程中的峰值功率120 W,探测器到温后的平均功率为60 W。并且系统中包含功率范围为1～7 W的8块PCB。该产品要求在淋雨、沙尘等环境下工作,故有密封防水性的要求,因此产品内部各个发热模块所处空间为密闭空间。

该密闭式产品的环境适应性要求如下:

1) 工作温度:-40～+55 ℃；

2) 在55 ℃高温环境下开机试验,保温4 h后,设备可以连续正常工作2 h以上；

3) 环境温度55 ℃时,要求产品壳内环境最高温度和制冷机的稳态工作温度不超过80 ℃,各PCB芯片工作温度应控制在90 ℃以下。……