[发明专利]一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法

说明书

本发明涉及一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法。本发明包括通过理论计算完成雷达恒温箱中半导体制冷器(TEC)、风扇以及散热器的选型；建立雷达恒温箱的三维模型；建立三维网格化的计算域；对雷达恒温箱进行仿真计算，得到初始仿真结果；建立温度分布的等高线云图以及流体的流动迹线，对不符合工作要求的雷达恒温箱内部的结构及布局进行改进。本发明可以缩短研发周期，提高经济效益。通过本发明设计方法得到的雷达恒温箱在实际使用过程中，不仅散热效果好，同时结构紧凑、小型化、防水密封以及电磁屏蔽效果好。

技术领域

本发明属于热仿真设计领域，具体是涉及一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法。

背景技术

热设计即电子元器件热设计，电子元器件内的电子元器件一般都有使用温度范围，而电子元器件使用时一般都有一定的热耗(发热量)产生，如果不采取措施，电子元器件内环境温度就会超过电子元器件容许的温度范围，超过电子元器件温度范围后会出现性能下降、不能工作直至烧毁，且环境温度过低，电子元器件亦无法正常工作。由于箱体内的电子模块较多，而电子元器件也朝小型化、轻型化方向发展，必然造成体积功率密度的增大，使得传统散热方法不能满足箱体领域小型化和轻型化要求，同时也不能满足电子元器件电磁屏蔽及防水要求。

目前在低热耗(低于500W)模块的散热设计中，大多采用风扇进行强迫风冷散热，风扇虽然经济实惠，布置简单，但是效率太低，而且采用风扇散热，势必要对外壳进行开孔，使得风扇容易把外界的灰尘带入到电子元器件内，无法保证密封，影响电子元器件工作的可靠性。而在高热耗(高于500W)领域，大多采用空调、水冷等方式进行散热，虽然效率很高，但是造价昂贵，结构复杂。因此，在低热耗(100～500W)领域，亟需提供一种结构紧凑、小型化、防水密封和电磁屏蔽方面效果良好的散热方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法，包括以下步骤：

步骤1，根据电讯指标要求，提前确定供给半导体制冷器(TEC)的电流I和电压U；

选定一种型号的半导体制冷器，根据所述半导体制冷器型号规格书中的制冷功率随温差变化的性能图，选择半导体制冷器的热面温度Th，再根据目标温度T，得到温差DT：

DT＝Th-T

根据所述温差DT和供给半导体制冷器的电流值I，并参照所述制冷功率随温差变化的性能图，确定出半导体制冷器在温差DT下实际的制冷量Q_C；

步骤2，对比需要对其进行温度控制的电子元器件中的发热芯片功耗Q和半导体制冷器实际的制冷量Q_C，若所述半导体制冷器实际的制冷量Q_C低于或等于所述发热芯片功耗Q，则重新选择半导体制冷器的型号，直到所选择的半导体制冷器实际的制冷量Q_C高于发热芯片功耗Q；

步骤3，根据发热芯片功耗Q和供给半导体制冷器的电压U、电流I确定出系统的总热耗Q_max；

Q_max＝Q+UI

步骤4，根据步骤3计算得到的Q_max，依据下面的公式得到系统散热所需风扇的风量V：

V＝Q_max/(0.355ΔT)

式中：ΔT为空气经过散热器的温升；

所需散热器的总散热面积F：

F＝Q_max/(h*ΔT)

式中：h为散热器表面的对流换热系数；