Proiectarea termică a echipamentelor electronice militare

Odată cu dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei, echipamentele electronice implicate în domeniul apărării naționale și a echipamentelor militare au devenit din ce în ce mai complexe, sofisticate și inteligente.

În același timp, datorită cerințelor aplicațiilor militare pentru miniaturizarea produselor, greutatea ușoară, personalizarea și fiabilitatea ridicată, inginerii se confruntă cu compatibilitatea electromagnetică cu unde milimetrice în timpul procesului de proiectare, răcirea prin conducție în condiții de densitate ridicată a fluxului de căldură și etanșare în condiții dure. medii. O serie de provocări.

Provocările de proiectare termică ale echipamentelor militare

(1) Mediul de lucru al echipamentelor militare este complicat. Altitudinea, temperatura ridicata, temperatura scazuta, umiditatea, socul de temperatura, radiatia solara termica, vibratiile de soc, givra si diverse medii dure (ciuperca, desert, praf, funingine etc.) toate au grade diferite de influență asupra designului său termic.

Pe lângă condițiile la limită complexe, cea mai mare provocare în managementul termic al produselor electronice din industria de apărare este șocul termic pe termen scurt.

Aceste produse electronice sunt adesea expuse la un mediu termic extrem.

Să presupunem că un avion de luptă parcat în Marea Caraibelor va îndeplini acum o misiune.

Aeronava este la nivelul mării în acest moment, iar temperatura și umiditatea sunt foarte potrivite.

Când aeronava decolează, se va afla într-un mediu la altitudine mare, cu temperatură sub îngheț, iar condițiile de delimitare ale produselor electronice vor fi modificate în câteva minute sau chiar secunde. Prin urmare, produsele electronice din aeronave trebuie să poată funcționa într-o gamă largă de temperaturi ambientale de lucru.

(2) Procesare mare și generare mare de căldură

Datorită naturii sarcinilor militare, aceste produse electronice vor duce inevitabil la o cantitate relativ mare de procesare a datelor și, în același timp, vor necesita viteze mai rapide de procesare a datelor, în mod corespunzător scăzute, iar consumul de căldură al produselor electronice va crește brusc.

Prin urmare, condițiile dure de mediu și creșterea rapidă a consumului de căldură al cipului fac ca managementul termic al produselor electronice din industria de apărare să se confrunte cu provocări uriașe.

(3) Fiabilitatea ușoară și perfectă mărește dificultatea proiectării termice Pentru echipamentele electronice din atmosferă sau mediul spațiului cosmic, greutatea este un element foarte important.

Cu cât greutatea este mai mică, cu atât produsul va continua să funcționeze mai mult și cu atât costul este mai mic. Evident, datorită caracteristicilor existente ale avioanelor cu reacție, rachete, tancuri etc., produsele electronice se află într-un mediu termic dur, astfel încât fiabilitatea termică a produselor electronice din industria de apărare este un factor foarte important.

Datorită consumului mare de căldură al produselor electronice militare și a mediului dur de lucru, acestea prezintă de obicei un flux de căldură mai mare. Similar altor produse electronice, acestea trebuie să aibă un sistem de răcire bun, iar dimensiunea spațiului, greutatea, consumul de căldură și consumul de căldură al echipamentului trebuie luate în considerare. Ecranarea electromagnetică și alte cerințe.

În prezent, mulți ingineri preferă să folosească metode hibride de răcire pentru proiectarea termică a produselor electronice.

Majoritatea cipurilor electronice folosesc disiparea căldurii răcite cu aer, iar dispozitivele de disipare a căldurii răcite cu apă sunt folosite pentru dispozitivele care consumă multă căldură.

Dar pentru dispozitivele electronice din zborul spațial sau din spațiul cosmic, acest tip de metodă de disipare a căldurii nu este recomandabil și trebuie proiectat un sistem de răcire cu lichid mai compact.

De exemplu, utilizarea materialelor substrat cu conductivitate termică ridicată, plăci de temperatură uniformă VC, conducte de căldură, TEC încorporat în matrița de cip, răcire cu jet sau răcire cu lichid prin imersie directă, astfel încât căldura să poată fi transferată la lichid și apoi la lichid sistem de răcire În schimbătorul de căldură.

În prezent, produsele de disipare a căldurii utilizate în echipamentele militare și tehnologia de bază sunt toate controlate de întreprinderile principale.

Se speră că în următorii câțiva ani vor apărea în țară mai multe materiale de disipare a căldurii, cu o conductivitate termică mai mare și o performanță de procesare mai bună, astfel încât să poată îndeplini nu numai disiparea căldurii produselor electronice militare, ci să ofere și garanție și protecție pentru funcționarea normală a echipamentelor electronice militare și poate fi, de asemenea, promovată pe scară largă. Și folosit pentru a rezolva piața de control termic a echipamentelor civile de ultimă generație și pentru a promova integrarea tehnologiei militare și civile.