[發明專利]一種用于雷達恒溫箱TEC選型的熱設計方法

有效

• 申請號: 201711157822.0
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN108108515B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 胡城鎮;劉魯軍;杜志杰
• 申請（專利權）人: 安徽四創電子股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;鄭琍玉

1.一種用于雷達恒溫箱TEC選型的熱設計方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，根據電訊指標要求，提前確定供給半導體制冷器TEC的電流I和電壓U；

選定一種型號的半導體制冷器，根據所述半導體制冷器型號規格書中的制冷功率隨溫差變化的性能圖，選擇半導體制冷器的熱面溫度Th，再根據目標溫度T，得到溫差DT：

DT＝Th-T

根據所述溫差DT和供給半導體制冷器的電流值I，并參照所述制冷功率隨溫差變化的性能圖，確定出半導體制冷器在溫差DT下實際的制冷量Q_C；

步驟2，對比需要對其進行溫度控制的電子元器件中的發熱芯片功耗Q和半導體制冷器實際的制冷量Q_C，若所述半導體制冷器實際的制冷量Q_C低于或等于所述發熱芯片功耗Q，則重新選擇半導體制冷器的型號，直到所選擇的半導體制冷器實際的制冷量Q_C高于發熱芯片功耗Q；

步驟3，根據發熱芯片功耗Q和供給半導體制冷器的電壓U、電流I確定出系統的總熱耗Q_max；

Q_max＝Q+UI

步驟4，根據步驟3計算得到的Q_max，依據下面的公式得到系統散熱所需風扇的風量V：

V＝Q_max/(0.355ΔT)

式中：ΔT為空氣經過散熱器的溫升；

所需散熱器的總散熱面積F：

F＝Q_max/(h*ΔT)

式中：h為散熱器表面的對流換熱系數；

散熱器中肋片的尺寸、數量以及肋間距的計算公式如下：

F＝(2z+w)nL

式中：z為肋片的高度；L為肋片氣流方向的長度；w為肋間距；n為肋片數量；

步驟5，根據前面步驟選定的半導體制冷器、風扇以及散熱器，布置雷達恒溫箱內發熱的電子元器件并利用Pro/E軟件建立相應雷達恒溫箱的三維模型；

所述半導體制冷器的冷面位于所述雷達恒溫箱內側，所述半導體制冷器的熱面位于所述雷達恒溫箱外側，所述冷面與熱面處均布置有散熱器以及風扇；

步驟6，將所述雷達恒溫箱的三維模型導入FloEFD熱仿真軟件中進行熱仿真數值分析，得到整個恒溫箱內部電子元器件表面的溫度分布、散熱器表面的溫度分布、箱體內部空氣的溫度和流速的分布；

步驟7，根據仿真結果判斷雷達恒溫箱內部是否達到設定的工況要求，如符合工況要求，則結束；如不符合工況要求，則將所述雷達恒溫箱內發熱的電子元器件重新布置，并重復步驟5～步驟6，直至雷達恒溫箱內部符合工況要求。

2.如權利要求1所述的熱設計方法，其特征在于：所述步驟6中熱仿真數值分析過程包括以下步驟：

步驟6.1，在FloEFD熱仿真軟件中選擇分析類型、流體材料類型、固體材料類型、壁面粗糙度、流體初始溫度以及固體初始溫度，將半導體制冷器的電流值I、風扇的風壓流量曲線輸入進所述FloEFD熱仿真軟件中，然后建立三維網格化的計算域；

步驟6.2，對所述雷達恒溫箱中的目標觀察區域進行局部網格加密；

步驟6.3，所述FloEFD熱仿真軟件開始計算并輸出仿真結果。

3.如權利要求2所述的熱設計方法，其特征在于：所述步驟6.1中所述分析類型為外部流動，流體材料類型為空氣、固體材料類型為鋁合金。

4.如權利要求2所述的熱設計方法，其特征在于：所述步驟6.2中目標觀察區域包括電子元器件的發熱芯片、半導體制冷器的芯片以及散熱器的肋片。