空间相机电子设备热设计

《空间相机电子设备热设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航天返回与遥感第36卷第3期54SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年6月空间相机电子设备热设计连新昊徐娜娜王伟奇姜伟胡睿（北京空间机电研究所，北京100094）摘要电子设备是空间相机重要发热源，需要通过合理的热设计将热量及时导走，维持电子元器件温度不致过高。根据空间相机各电子设备所处空间环境、结构特点及内部电子元器件热特性，提出了相应的多种不同的热设计方法，采用热仿真分析、热平衡试验两种方法对设计进行了验证，对比了两种方法所获取的温度数据。结果表明两种方法所获取元器件结温均满足温度降额指标要求，且相差不大，充分验证了热设计方案的有效性和仿真分

2、析的准确性。关键词电子设备电子元器件降额热设计热仿真热平衡试验空间相机中图分类号:V443+.5；TK124文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)03-0054-07DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.03.008ThermalDesignofElectronicEquipmentinSpaceCameraLIANXinhaoXUNanaWANGWeiqiJIANGWeiHURui（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractEle

3、ctronicequipmentisthemainheatsourceofaspacecamera.Theheatmustbedissipatedthrougheffectivethermaldesigntomaintaintheelectroniccomponentsatapropertemperature.Therearesev-eralelectronicequipmentinspacecamera,andtheyareverydifferenteachotherinaspectsofspaceenviron-ment,configurationandthermalchar

4、acteristicsofinnerelectroniccomponents.Incase-basedreasoning,sever-althermaldesignmethodsarepresented,andtheverificationmethodsofthermalsimulationtestandthermalbalancetestareadopted.Thetemperaturedataofthetwomethodsarecontrasted.Thesedatashowthatjunctiontemperaturesofelectroniccomponentscanme

5、etderatingrequirement,andthegapsbetweenthemaresmall.Thevalidityofthermaldesignandcorrectnessofthermalsimulationareprovedbythetwomethods.Keywordselectronicequipment;electroniccomponent;derating;thermaldesign;thermalsimulation;thermalbalancetest;spacecamera0引言空间相机作为遥感卫星的主要有效载荷，在轨工作时其电子设备产生一定的热量

6、。随着相机设计指标的不断提高，电子设备中采用了越来越多的高速器件，这些高速器件工作时消耗大量电能，并转化为[1-2]热能，热量若不及时排散出去，会产生两个方面的不利影响。首先，会引起电子元器件的温升，从而缩短电子元器件寿命、降低其可靠性。有研究表明，超过55%的电子设备的失效形式是由温度过高引起[3][4]的，单个半导体元件的温度在70～80℃水平上每升高1℃，系统的可靠性将降低5%。其次，热量大量聚集会破坏空间相机光学系统的温度场，造成成像品质的下降。因此必须加强空间相机电子设备热设收稿日期：2014-11-29第3期连新昊等:空间相机电子设备热设计55计，减小相机电子设备发热

7、的不利影响。本文以某空间相机电子设备为例，针对其所处空间环境、结构及内部电子元器件分布特点，提出了基于印制电路板散热、导热条散热、特殊结构（凸台）散热、热管散热外加补偿控温等多种主被动热控方法的综合设计方案，有效地解决了不同环境下相机电子设备的散热问题。1设计要求[5]相机电子设备主要任务是实现对相机的全面综合管理、控制以及信号放大、处理，一般包含控制器、焦面电路、信号处理器等。空间相机电子设备热流密度高、空间轨道环境无空气对流、承受发射力学环境的考验、不能影响成像等因素决定了其