楼上我已经发布了我的(WRP901)电路板和他的机械设计的最终外观图。不过加上散热片并经过发黑后的效果还是挺漂亮的,有图片为证。呵呵,不过设计成这样也是经过理论分析的,并不是拍拍脑袋得出来的。具体分析过程如下:
据相关统计数据表明55%的电子产品实效与过高的热环境压力有关。较严酷的热环境压力对大多数电子产品的正常工作产生严重的影响,导致电子元件加速失效。近年来,随着大规模、超大规模集成电路和表面贴片技术的应用,电子产品向小型化、高集成化、高可靠性方向发展。尤其在气象雷达领域,高复杂性、高集成性、高复杂性等特点成为电子产品的主要特点。热已成为影响其稳健性的重要因素之一。对该类产品进行有效的热分析,能够为电路设计者给出指导性建议。
在WRP901的设计过程中,用有限元分析软件ANSYS对产品进行热仿真分析。根据分析结果,掌握主要热源及发热情况。为产品有效散热设计提供有效依据。
1 问题分析
根据传热学可知,热传递主要有三种方式:导热、对流和辐射。在本仿真分析模型中主要涉及导热和对流。即电子元件作为发热源,发出的热通过与电子元件的接触体进行传递。对流主要是结构表面与空气形成的对流换热。主要分析两种形式:自然对流和强迫对流。
2 WRP901实体模型
应用三维建模软件solidworks,建立WRP901的实体模型。为了降低有限元模型的规模,在不影响计算结果的情况下,对实际模型进行删减,如去除螺纹孔、倒角等。为了有效散热将主要发热元件出提升凸台,使其直接与外壳接触;另外,在外壳底部设计了散热片。简化后的模型如1所示。
3 WRP901有限元模型
本模型的材料选用航空铝,热分析的基本材料参数为:
导热系数:130w/(m.K)
比热容:900J/(kg.K)
密度:2700kg/m3
空气对流换热系数(自然对流):5w/(m2.K)
空气对流换热系数(自然对流):15w/(m2.K)
环境温度:25℃
网格单元类型:solid70
对该模型进行瞬态热分析。
4 仿真结果
(1)自然对流(无风扇)
应用等效云图查看模型中的温度分布情况。
图4 下壳体
图4 散热片
通过温度分布云图可知,模型中最高温度为59.6℃,位于(),最低温度为53.8℃。在无风扇的情况下,该结构的最高温度较无散热措施的要低。由经验估计大概在10℃。
(2)强迫对流(有风扇)
图5 上盖板
图8散热片
通过温度分布云图可知,在散热片处使用风扇后,模型中最高温度为46.1℃,最低温度为39.8℃。利用风扇通风后,模型温度得到有效降低。