Министерство образования российской федерации
Воронежский государственный технический университет
Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
И РАСЧЕТ ТЕПЛООТВОДОВ ДЛЯ ЭРЭ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ
Методические указания
к лабораторной работе по курсу
«Теплофизическое проектирование РЭС» для студентов
специальности 200800 «Проектирование и технология
радиоэлектронных средств» всех форм обучения
ВОРОНЕЖ 2003
Составители: д-р техн. наук, проф. А.В. Муратов,
д-р техн. наук, проф. О.Ю. Макаров
УДК 681.3
Методические указания к выполнению лабораторной работе по дисциплине «Теплофизическое проектирование РЭС» для студентов специальности 200800 «Проектирование и технология электронных средств» всех форм обучения. / Воронеж. гос. техн. ун-т; Сост.: А.В. Муратов,О.Ю. Макаров / Воронеж, 2003. 18с.
В работе проводится расчет собственных и наведенных перегревов для электро-радио-элементов на печатной плате, а также для элементов испытывающих наиболее тяжелый тепловой режим предусмотрен расчет конструктивных параметров теплоотводов и выбора их типа. Расчет проводится с помощью соответствующей программы, построенной на модульном принципе. Лабораторные задания индивидуализированы.
В разработке и апробации лабораторной работы принимал участие аспирант кафедры КИПРА: А.В. Башкиров.
Табл. 2. Илл. 7. Библиогр.: 3 назв.
Рецензент
Ответственный за выпуск
Издается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного технического университета.
© Воронежский государственный
технический университет, 2003
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
И РАСЧЕТ ТЕПЛООТВОДОВ ДЛЯ ЭРЭ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ
Цель работы: Ознакомиться с методикой проведения расчетов собственного, наведенного и полного перегревов электро-радио-элементов(ЭРЭ) на печатной плате, а также с методикой расчета конструктивных параметров теплоотводов. Провести указанные расчеты, при различном количестве элементов, разных их габаритных размерах, потребляемой мощности и различном размещении на плате, а также при различных габаритных размерах самой платы, и материала из которого она изготовлена.
Используемое оборудование: Для выполнения лабораторной работы используется ПЭВМ типа IBM PC, монитор, манипулятор мышь. Для получения твердых копий результатов используется принтер.
Характеристика содержания работы: Подготовка к лабораторной работе предполагает предварительное ознакомление с методикой расчета перегревов ЭРЭ над температурой окружающей среды при топологическом проектировании радиоэлектронных устройств. Для этого необходимо проработать первый раздел данного методического указания. Лабораторное задание включает два основных этапа: расчет с помощью программы собственного перегрева, перегрева наведенного со стороны других ЭРЭ и полного перегрева, а также расчет конструктивных параметров теплоотводов для элементов испытывающих наиболее тяжелый тепловой режим. Вводимые параметры выбираются из таблиц 1 и 2 в соответствии с вариантом, который выбирается по последней цифре номера зачетной книжки.
1 КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Оценка температуры элемента на плате
При определении температуры 
корпуса элемента, установленного на плату и рассеивающего мощность 
, необходимо учитывать следующие процессы теплообмена: конвективный теплообмен с воздухом и лучистый теплообмен с соседней платой на поверхности корпуса элемента; теплообмен элемента с участком платы 
под элементом за счет кондуктивного переноса через воздушную прослойку (для корпусов со штыревыми выводами) или контактного теплообмена через клей, пасту (для корпусов с планарными выводами); растекание теплового потока по плате от зоны проекции элемента 
;приток теплоты по плате к участку установки j-того элемента от участков 
, на которых установлены другие тепловыводящие элементы (
=1,…,J; 
).
Согласно принципу суперпозиции выражение для температуры корпуса элемента Т 
можно записать следующим образом:
, (1)
где 
- фоновая температура;
- собственный перегрев j-того элемента над температурой условной среды за счет рассеяния собственной мощности;
- наведенный перегрев j-того элемента над температурой условной среды, вызванный кондуктивным притоком теплоты по плате от -того элемента мощностью 
при “выключенных” остальных источниках.