СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2012

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2012 резисторы, конденсаторы, катушки ин дуктивности, трансформаторы), и механические элементы, которые не обладают собственным тепловыделе нием (электрические разъёмы, тепло отводы, конструктивные элементы и пр.). При тепловоммоделировании ак тивные и пассивные элементыиграют роль источников тепла, а механиче ские элементы – стоков тепла. Актив ные и пассивные элементы моделиру ются с помощью графов тепловых схем, получаемых методом электро тепловой аналогии на макроуровне моделирования [3]. Математические модели активных и пассивных эле ментов в матрично векторной форме имеют вид: , где P s , P d , T s , T d – векторы мощностей и усреднённыхтемпературактивныхипас сивных элементов; T sa , T da – векторы за данныхипредварительноизвестныхтем ператур охлаждения МС и стоков тепла; P ic – вектор мощностей, потребляемых МС; T f – вектор конечных температур трактов стоков; R 1 , R 2 – тепловые сопро тивления в графе тепловой модели МС. Матрично топологический метод основывается на универсальной кон цепции коэффициентов влияния [3], принципе суперпозиции, методе двой ного косинусного преобразования Фурье в конечных пределах и тополо гическом формировании уравнений математическоймодели с помощьюте ории графов. Матрично топологиче ская модель теплопереноса в конструк ции электронного модуля имеет вид: где R ss , R dd , R sd и R ds – матрицы тепло вых взаимодействий между всеми источниками тепла ( R ss ), между все ми источниками и стоками тепла ( R sd ), между всеми стоками и источ никами тепла ( R d ) и между всеми стоками тепла ( R dd ); α s и α d – матри цы коэффициентов теплоотдачи с поверхностей ЭМ в окружающую среду. Процесс моделирования темпера турных полей электронных модулей в программном комплексе STF Elec tronMod осуществляется в два этапа. На первом этапе определяются все неизвестные характеристики тепло вых схем элементов. К ним относятся температуры в узлах схемы и мощ ности в ветвях схемы. На втором эта пе рассчитываются температурные поля на верхней и нижней поверх ностях модуля. Решением системы уравнений математической модели являются векторы мощностей источ ников P s и стоков P d тепла тепловой модели МПП, а также значения век торов температур в любой точке конструкции и значения векторов температур Т s , и Т d , усреднённых по площадям источников и стоков тепла. Рис. 5. Окно задания параметров слоёв МПП , Рис. 4. Окно задания общих параметров конструкции © СТА-ПРЕСС