电子设备热仿真及热测试技术研究

[摘 要]在科学技术水平不断提高的今天，电子产品和设备的数量也在随之不断的增加。热仿真和热测试这两项技术作为电子设备中包含的两个关键技术，其技术水平的高低将会对设备本身的使用效率产生直接影响。对此，本文以电子设备为立足点，分别对其热测试和热仿真两项技术进行细致研究。

[关键词]电子设备；热仿真；热测技术；研究

中图分类号：TN06 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0317-01

引言：就目前来看，热控制技术正处于一个方兴未艾的发展阶段，国际上有很多的国家和地区都将热控制技术作为各个军工行业电子研究机构必须要研究的一项复杂的电子系统中的一种核心技术。但由于电子设备以往的研发过程相对较为落后，设计师对以往设计经验的依赖性较高，这使得其相关热技术无法得到哟小发展。因此，对热仿真和测试技术进行细致研究势在必行。

1. 电子系统中的热仿真与可靠性

就目前来看，电子系统正在逐渐向着紧凑型和小型化的方向不断发展，这也使得其应用范围在不断的扩大。但在不同的行业领域之中，其应用电子系统的环境存在着一定的差异性，特别是在国防军工和航空航天这两个行业的电子系统中。由于其外部环境温度变化的范围相对较大，常常会出现超出电子系统常会使用温度极限的情况出现，所以其使用环境也更加的严峻，这就在一定程度上对电子设备本身的热设计工作提出了更高层次的要求。

在电子设备中，热仿真技术的存在主要是为了确保设备内部包含的所有元器件其本身的工作温度可以一直处于安全范围之内，一旦在施工的过程中超出了这一范围，元器件本身的工作性能就会降低，设备的使用寿命就会减少，从而使得电子设备本身的可靠性无法得到有效的保障。因此，为了确保热仿真技术的准确性，相关人员一定要对流体力学、热力学、不同介质环境中的热传递规律等有充分的了解，从而做出精准的电子设备工作环境预期，进而为热设计工作的进一步进行提供充分的设计依据[1]。此外，伴随以CFD为核心技术的专业性热仿真软件发展进度的逐步成熟和一些先进仿真工具的出现，也为电子设备内任意点温度、流体速度和压力等设计变量的准确性提供了有效的保障，从而进一步优化调整了热设计技术，提升了整个电子设备的可靠性与热性能。

2. 热仿真技术的优势和具体应用

对于所有的电子设备来讲，做好设备本身热性能的设计是十分必要的。而就热仿真软件本身来看，其存在的最大的优势就在于，其能够通过虚拟样机的构造，对设备的热设计工作进行优化，通过借助计算机本身具有的强大仿真和后期处理能力，将电子设备内部的空气或者是液冷板内部液体的流动情况进行直观和形象的揭示，及时发现其流动的不合理性可能会造成的问题，以便从根本上找出根源问题，并给予解决[2]。

在军工行业的电子系统中应用电子设备时，因为设备的工作空间容易受限制、工作环境较为恶劣，要想确保设别可以这一会处于正常、可靠的工作状态，该行业电子设备的操作人员一般会使用相对较为专业的热仿真软件来对热设计进行进一步的优化。与此同时，电子设备的应用，可以有效解决传统热学理论在计算过程中存在的耗时长、程序繁琐、结果误差较大等缺陷问题的存在。

3. 热测试装置和测试验证

在热测试装置之中，高压氮气是该装置中的压力源所在，电子设备在运行的过程中可以通过减轻和精确的调节阀门压力这两种方式对液体容器本身的压力进行有效的控制。一般情况下，这种热测试采用的都是试验的方式。由于连接管内部的截面积要远远的大于其试验时使用的模块的内界面剂，而冷却过的水在流过来看试验模块之后，会被直接排放到同大气压力相等的收集容器之中。因此，在试验系统中，大部分的压力差都会在试验模块上被消耗。与此同时，试验中使用的储液容器内包含的液体温度主要是由设备中的温度控制单元通过了精细的调节和控制单元来完成温度开工至工作的，其控制的精确度可以被控制在零点五摄氏度这一范围之内[3]。在试验模块之外，覆盖着带有绝热保温性能的材料，在热测试验证的过程中，试验人员可以通过单向流动所处的加热条件下，对热平衡进行有效的计算，通过这种计算获得的热测试技术结果，可以使电子设备在恶劣的运行环境之中，其本身的散热损失能够被控制在百分之五以内。此外，这样一来，电子设备本身的加热热量基本可以完全被处于流动状态的冷却水吸收。

结束语：

总而言之，高热流和高密度的热控制技术一直以来都是电子系统中的关键和难点技术。对此，本文以热冷却模块作为主要的论述点，通过对其整体研究过程的细致分析，从而对热仿真和测试这两项技术对整个电子系统和其内部包含的电子设备的重要性进行了分析。此外，还通过相互定量对比验证的方式进一步阐述了这两项技术对相关行业未来发展具有的重要作用。

参考文献：

[1] 卢锡铭，吴亮.电子设备热仿真及优化技术研究[J].工业控制计算机，2013，04：125-127.

[2] 卢锡铭.电子设备热仿真及热测试技术研究[J].舰船电子对抗，2013，03：118-120.

[3] 顾林卫.电子系统的热仿真及热测试研究[J].现代雷达，2011，03：78-80.

作者简介

1袁涛，男，陕西宝鸡，陕西烽火电子股份有限公司。