1.一种用于井下电路的热平衡设计方法,其特征在于:包括以下步骤:计算电路板的面积S、单个电路板能实现的有效热量传递Q以及电路板中单个器部件的发热功率和Q 和 ;设置发热量和面积双重约束条件,在该约束条件下完成器部件数量和类型的选取,确定器部件的组合: ;其中,i表示第i个器部件,n表示单个电路板器部件的总数量,S 需 为单个器部件需要布局在电路板上的面积,S 和 为电路板中器部件的面积和,Q 热 为单个电路板上自身的热功率;若组合数量大于等于1,则在满足必备器部件的组合模式下,在面积和S 和 最小的约束条件下,即 ,确定唯一的器部件数量和类型;根据S 需 ≥Q 和 /(T×h×λ)的原则,完成器部件在电路板上的布局和分布,完成井下仪器的热平衡设计;其中,T为温升控制目标;h为电路板封胶高度,λ为密封胶导热系数。
2.根据权利要求1所述的一种用于井下电路的热平衡设计方法,其特征在于:所述电路板的面积S的具体计算方法为:S=L×D,其中,L为电路板边界的长度尺寸,D为电路板边界的宽度尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种用于井下电路的热平衡设计方法,其特征在于:所述单个电路板能实现的有效热量传递Q的具体计算方法为:Q=S×T×h×λ,其中,S为电路板的面积,T为温升控制目标;h为电路板封胶高度,λ为密封胶导热系数。
4.根据权利要求1所述的一种用于井下电路的热平衡设计方法,其特征在于:所述电路板中单个器部件的发热功率和Q 和 的计算方法为:Q 和 =Q 自 +I 2 R,所述Q 自 为单个器部件在井下工作状态下的发热功率,R为围绕器部件的外部连线的电阻,I为通过的电流;故双重约束条件为: 。
5.一种用于井下电路的热平衡设计的系统,其特征在于:包括:获取模块,用于获取电路板的参数以及单个器部件的参数;计算模块,用于根据获取模块获取的各参数计算电路板的面积S、单个电路板能实现的有效热量传递Q以及电路板中单个器部件的发热功率和Q 和 ;布局模块,用于根据发热量和面积的双重约束条件,选择出单个电路板能搭载的器部件数量和类型,确定器部件的组合;优化模块,用于在满足必备器部件的组合模式下,在面积和S 和 最小的约束条件下,即 ,确定唯一的器部件数量和类型;布局模块,还用于根据S 需 ≥Q 和 /(T×h×λ)的原则,完成器部件在电路板上的布局和分布;其中,双重约束条件为: ;其中,i表示第i个器部件,n表示单个电路板器部件的总数量,S 需 为单个器部件需要布局在电路板上的面积,S 和 为电路板中器部件的面积和,Q 热 为单个电路板上自身的热功率。
6.根据权利要求5所述的一种用于井下电路的热平衡设计的系统,其特征在于:所述电路板的参数包括电路板的边界尺寸和密封胶导热系数。
7.根据权利要求5所述的一种用于井下电路的热平衡设计的系统,其特征在于:所述单个器部件的参数包括单个器部件在井下工作状态下的发热功率为Q 自 、围绕器部件的外部连线电阻为R和通过的电流I。