摘要：本文主要介绍了某应答机收发处理机热分析设计，对收发处理机的主要器件进行了热分析计算。
关键词：热设计；电子设备；散热；FPGA
引言
电子设备热设计（热控制）是指对电子设备中的热耗散器件（如有源器件、组件、模块、功耗电阻，集成器件……等），及整机设备或系统的升温进行控制。目的在于保证整机系统工作的稳定、可靠，达到预定的可靠性指标。
研究表明，由于温度所引发的问题是导致电子产品失效的重要原因之一。因此，电子产品的可靠性及其性能在很大程度上取决于产品是否具有良好的热设计考虑，以及所采取的散热错舍是否有效。
某型应答机是安装在某型直升机上，要求重量轻，性能稳定，并要求使其在70℃高温时能够正常工作，这就要求其收发处理机就有良好的散热能力。
2 收发处理机的热设计
由于收发处理要具有良好的密封性，重量轻的要求，故收发处理机只能采取自然对流的方式进行散热。收发处理机的外壳采用铝合金整体机加而成，外壳外表面设计有散热筋，发热量比较大的收发组件贴壁安装，信处板在收发处理机壳体内的安装位置如图2所示，信处板上的FPGA、散热块、导热橡胶板及套筒之间连接方式如图3所示。如图1、图2和图3所示。
图4
2.1理论计算
收发处理机的高温工作温度为70℃，壳体内温度超过100℃信处板FPGA就会出现过热保护，这里热设计的目标是通过壳体与外界空气的换热使壳体温度不超过95℃（加严要求）。由于导热橡胶板的导热率比金属铝的高，所以在以下计算过程中忽略导热橡胶板与散热块之间的效率转换计算。收发处理机的外形尺寸为150mm×100mm×110mm，假设壳体内外的温差为 =25℃,信处板的FPGA在高温工作时的功耗Q=5W，即
4.51×105，在1×104～1×109之间，判断流态为层流。相应的对流换热系数计算公式为：
Num=0.59×(4.51×105)1/4=1.52
2.2试验仿真
采用Mentor Graphics 公司的FLOTHERM 10.1 对产品CFD 数字样机进行分析计算。图4在平台环境温度70℃条件下的整机温度场分布结果。收发机内平均温度为80°C，温升10°C。
结束语
由上述理论计算和仿真结果可以看出，收发处理机的采取自然对流热处理方法是合理有效的，可以使壳体内部所有电子元器件的温度使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，已保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。
作者简介
黄妮（1982-），女，陕西岐山人，陕西长岭电子科技有限责任公司工程师，研究方向：雷达结构设计。
葛学森（1979-），男，山东高密人，陕西长岭电子科技有限责任公司工程师，研究方向：雷达结构设计。
论文作者:黄妮,葛学森
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/28
标签：处理机论文; 收发论文; 壳体论文; 长岭论文; 陕西论文; 有限责任公司论文; 器件论文; 《基层建设》2019年第21期论文;