8 产品热设计的通过准则
8.1 产品热设计通过的判定标准
产品热设计的最终目的是为了控制各种器件本身的温升和系统内部的环境温度,因此,热设计有效性和合理性的判定标准有下面五点:
(1)单板上元器件的实际工作温度应控制在允许的温度范围内;
(2)系统(插箱、模块)内部的最高环境温度符合5.1.2的要求;
(3)对于特定模块(子系统)的散热,空气流速/流量及环境温度应满足其具体要求;
(4)系统应满足低温加热要求;
(5)系统应满足风机故障测试要求。
热测试的结果必须保证上述1、2 的要求;
对于有外购模块的系统,必须满足3 的要求;
对于有加热设计的产品应满足4 的要求;
对风机强迫风冷系统,应满足5 的测试要求
8.2 判定标准的详细说明
8.2.1 单板上元器件温度的控制
8.2.1.1 元器件的允许工作温度
元器件的工作温度范围,必须依据相关的资料,根据5.1.3 的规定来确定,可以以三种方式给出:
(1) 器件的表面温度,即壳温(Tc);
(2) 器件的结温(Tj);
(3) 器件允许的环境温度范围(Ta)。
8.2.1.2 元器件的工作温度控制
对于器件的允许环境温度范围,由于在同样的环境温度条件下,器件本身的温度会随通过器件流体流速的变化而变化,特别是安装了散热器的器件,因此此参数无实用判定价值,只有参考判定价值。通常情况下,我们只能测得器件的壳温,有时甚至只能测得散热器BASE 非安装面(上部)的温度,而无法直接测到器件的结温,这时,就必须根据该器件的相关资料,找出相关的热特性参数,按照5.1.3.4 的方法,推算出器件的结温或壳温。
元器件的温度控制要求做到:
(1) 设备规定的最高工作环境温度下,设备内单板上所有器件的结温/壳温小于其高温上限;
(2) 在设备规定的最低工作环境温度下,设备内单板上所有器件的结温/壳温大于其低温下限。
一般地,对于室内型产品仅要求满足①;对于室外型产品应要求同时满足②。
8.2.1.3 元器件的温度控制原则
由于单板(系统)内部元器件的数量太多,实质上,没有必要,也不可能对所有元器件的温度进行测量和分析,我们只需要重点保证三类元器件的温度符合要求:
(1) 键元器件;
(2) 大功耗元器件;
(3) 热敏感元器件。
8.2.2 系统(插箱、模块)内部环境温度的控制
系统内部各处的空气温度是不相同的,在进行测试时,要先进行分析,确定可能存在的热点,合理分配测试电偶的位置,以保证最后测试的结果,能全面地反映系统散热的情况。
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8.2.3 特定模块散热环境的要求
对于产品中装配的外购模块,如电源模块、无线基站的CDU 模块、功放模块、内置传输等,热设计的目的是要实现模块所要求的外部散热要求,即必须满足外购模块具体规定的以下一条或多条散热要求:
(1) 模块来流空气流速或设备空气流速;
(2) 通过模块的空气流量要求;
(3) 模块的进口空气温度要求。
8.2.4 低温加热要求
对于室外设备,需要考虑低温加热设计,即在设备的最低工作环境温度下,系统经过一定的时间加热后,设备内单板上所有器件的结温/壳温大于低温下限,能保证系统的正常启动,这个时间按产品研制规范确定。
8.2.5 风机故障测试要求
按前面5.1.3.2 的规定执行
8.3 产品热测试报告
8.3.1 产品热测试报告应包括以下内容:
(1) 测试系统的配置情况;
(2) 系统中关键器件、功耗大的器件、热敏感器件的允许工作温度和测试温度;
(3) 系统内部空气的测试温度;
(4) 当有风机故障(或其它特殊)测试要求时,上述温度的测试值;
(5) 若产品中装配了外购模块,必须通过针对性的测试结果阐明热设计是否达到外购模块的散热要求;
(6) 对于有加热设计的产品,必须有加热测试的数据;
(7) 必须有对产品热设计是否通过的明确结论。
8.3.2 产品热测试数据的记录表
温度测试见附录B 表B.1;
加热测试见附录B 表B.2;
风速、风量测试见附录B 表B.3。
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