ПО
Традиционно оценка тепловых режимов работы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) проводилась на завершающих этапах ее проектирования посредством стендовых испытаний. На наш взгляд, целесообразнее вместо этого использовать математическое моделирование тепловых процессов, чтобы уже на ранней стадии проектирования вносить изменения в схему и конструкцию разрабатываемой РЭА.
Ранее мы уже писали о программах анализа тепловых режимов BETAsoft (www.beta-soft.com) компании Dynamic Soft Analysis (см. PC Week/RE, N 19/2000, с. 22) и Sauna (www.sauna.com) компании Thermal Solutions (см. PC Week/RE, N 23/99, с. 30). В данной статье речь пойдет о ПО российских разработчиков, которое дает возможность решать аналогичные задачи на основе оригинального вычислительного ядра с учетом специфики отечественной РЭА, методологии ее проектирования и применяемой элементной базы.
Изотермы устройства вторичного электропитания космической аппаратуры
Подсистема анализа и обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры АСОНИКА-Т (входит в состав Автоматизированной Системы Обеспечения Надежности и Качества Аппаратуры) разработана на кафедрах “Приборостроение” Красноярского государственного технического университета и “Радиоэлектронные и телекоммуникационные устройства и системы” Московского государственного института электроники и математики. Она предназначена для работы на ПК под управлением Windows 95/98/NT/ 2000 и позволяет решать следующие задачи: определение тепловых режимов работы всех компонентов и материалов несущих конструкций с учетом особенностей эксплуатации РЭА различного назначения и внесение изменений в конструкцию с целью достижения заданных коэффициентов тепловой нагрузки компонентов; выбор лучшего варианта конструкции из нескольких имеющихся; обоснование необходимости дополнительной защиты от тепловых воздействий.
В состав подсистемы входит графический редактор для формирования геометрических моделей исследуемых объектов с учетом особенностей гибридных интегральных схем и печатных плат, в том числе выполняемых на основе металлического основания со сложной системой сквозных и несквозных вырезов, контуров из тепловых шин и теплостоков. Редактор имеет удобный двуязычный пользовательский интерфейс; он предназначен для выполнения таких операций, как размещение, перемещение, удаление и копирование компонентов, задание или изменение их параметров, одновременный просмотр размещения компонентов на обеих сторонах несущей конструкции, создание и редактирование модели несущей конструкции (формирование и размещение печатных проводников силовых цепей, тепловых шин и контуров из шин, систем сквозных и несквозных вырезов, зон с различными типами условий охлаждения и т. п.).
При прорисовке геометрической модели исследуемого объекта используются специальные библиотеки тепловых моделей компонентов. В подсистеме имеется специальный модуль, который позволяет рассчитывать геометрические и теплофизические параметры компонентов при различных вариантах их установки на несущую конструкцию.
Программа предназначена для работы совместно с другими САПР топологического проектирования РЭА и имеет набор интерфейсов, позволяющих загружать файлы проектов печатных плат, разработанных в таких популярных системах, как P-CAD 2001, Protel 99 SE, OrCAD 9.2, Allegro, SPECCTRA, Master Designer 4.5 - 8.7, OT_TO 2000.
Особенности охлаждения моделируемого объекта учитываются в программе заданием глобальных или локальных граничных условий. Можно моделировать отвод тепла с несущей конструкции посредством контактного и лучистого теплообмена, естественной и вынужденной конвекции, подвод тепла к поверхности с заданной температурой через известное тепловое сопротивление и т. п.
В результате моделирования может быть получена следующая информация: температуры корпусов и активных зон компонентов, тепловые поля шин, изотермы несущей конструкции, термограммы конструкции, изображение только перегревшихся элементов, распределение мощностей по компонентам, коэффициенты тепловой нагрузки компонентов, графики зависимости температур компонентов от времени. Отметим, что некоторые из перечисленных характеристик недоступны в зарубежных системах теплового моделирования.
Для реализации поискового проектирования в состав подсистемы включен программный комплекс, позволяющий разработчику самостоятельно создавать модели тепловых процессов для проведения теплового анализа РЭА. Данный программный комплекс дает возможность составлять и анализировать модели сложных конструкций высших уровней иерархии (крейты, стойки, стеллажи) с учетом их конструкторско-технологических особенностей.
Более подробную информацию можно получить в компании “Родник Софт”, являющейся дистрибьютором этой программы.
“Родник Софт”: (095) 113-7001.
