一种用于功放的自适应散热方法、散热装置及散热系统与流程

1.本发明涉及散热领域，具体是一种用于功放的自适应散热方法、散热装置及散热系统。


背景技术：

2.功放模块在雷达、通信等领域广泛使用，用于实现微波信号功率增强。功放模块在工作时会发出热量，需要进行散热，确保其温度正常，保证正常工作。现有功放模块一般靠铜壳体连接散热装置向外强制对流散热。此种散热方式效果有限、温度均匀性差，无法满足高功率功放模块的散热需求，并且，在不同的应用环境，散热装置面临不同的散热压力，如何让散热装置在不同的环境中均能满足散热要求，是当下研究人员需要研究的课题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于功放的自适应散热方法，包括如下步骤：步骤一，建立散热装置的散热功率基础数据库，包括基础散热功率、散热功率等级、与散热功率等级对应的温度上升率、安全温度阈值；步骤二，启动散热装置，在散热装置的启动过程中进行设备故障检测与排除，散热装置启动完成后，采集初始环境温度数据，散热装置设定为基础散热功率，进行基础散热调试，进入步骤三；步骤三，经过设定的测试时长，获取功率放大器的空载温度，若空载温度与初始环境温度的差值在差值阈值内，则不调整散热装置基础散热功率，若差值不在差值阈值内，则调整散热装置的基础散热功率，使空载温度与环境温度的差值在差值阈值内，完成基础散热调试，并将散热功率基础数据库中的基础散热功率更新为调整后的基础散热功率，完成基础散热调试后，散热装置进入巡航状态，若功率放大器执行任务，则进入步骤四，若功率放大器在设定的巡航时长内未执行任务，则散热装置进入休眠；步骤四，采集功率放大器执行任务过程中的温度，若功率放大器的温度在安全温度警戒值内，则不调整散热装置的散热功率等级，若功率放大器的温度达到安全温度警戒值，则获取功率放大器的温度上升率，调整散热装置散热功率等级为对应温度上升率的散热功率等级，使功率放大器的温度在安全温度阈值内，完成功率放大器温度上升控制，直至功率放大器完成任务，散热装置进入巡航状态；步骤五，散热装置进入巡航状态后，散热装置保持散热功率等级继续散热，同时采集环境温度，当功率放大器的温度与环境温度的差值在差值阈值内时，将散热装置的散热功率调整为调整后的基础散热功率，在设定的巡航时长内若功率放大器的温度与环境温度的差值维持在差值阈值内，则完成自适应散热控制，散热装置进入休眠；若在设定的巡航时长内散热装置的温度与环境温度的差值超过差值阈值，则再次调整基础散热功率，使功率放大器的温度与环境温度的差值维持在差值阈值内，并将散热功率基础数据库中的基础散
热功率更新为再次调整后的基础散热功率，散热装置进入休眠，完成自适应散热控制。
4.进一步的，所述的功率放大器的温度上升率采用如下公式计算：其中的为采集时长，为采集开始时的温度，为经过时长后的温度。
5.进一步的，所述的散热功率为散热装置的散热功率，不同的散热功率等级对应不同的散热功率。
6.进一步的，所述的安全温度警戒值为设定的低于安全温度阈值的温度值。
7.进一步的，所述的在散热装置的启动过程中进行设备故障检测与排除，包括如下过程：步骤一，散热装置启动时，对散热装置中所有的设备进行监控;步骤二，获取启动时散热装置各设备的启动状态，若检测到设备的启动状态异常，记录相关的异常状态信息及对应设备信息关联存储到数据存储器，对异常状态设备进行隔离，系统进入运行；步骤三，系统进入运行后，对处于隔离状态的设备，进行故障检测与隔离，同时检测是否有新状态异常设备，若没有，则完成故障隔离；若有，则进入步骤四；步骤四，先将新状态异常设备信息与数据存储器中存储的设备信息进行匹配，若匹配到相同的设备信息，则判断此设备为不稳定设备，获取该设备的类型并获取该设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离；若未匹配到相同的设备信息，则判断此设备为新故障设备，先将异常状态信息及对应设备信息存储到错误状态寄存器，再进行故障检测与隔离，直到所有状态异常设备均完成故障检测与隔离，则完成设备故障检测与排除。
8.进一步的，所述的该设备的使用故障率为：其中的为该设备的使用次数，为该设备的故障次数；该类型设备的历史故障率为：其中的m为该类型设备出厂的设备总数，为第i个设备的故障率。
9.应用用于功放的自适应散热方法的自适应散热装置，包括数据处理器、数据存储器、通信装置、温度采集装置、散热测试装置、散热装置、散热调节装置、故障检测装置；所述的数据存储器、通信装置、温度采集装置、散热测试装置、散热调节装置、故障检测装置分别与所述的数据处理器连接，所述的散热装置与所述的散热调节装置连接；
所述的温度采集装置用于采集环境温度数据和功率放大器的温度数据；所述的散热测试装置用于进行散热装置基础散热测试，所述的散热调节装置用于调节散热装置的散热功率；所述的故障检测装置用于在散热装置启动过程中进行故障检测。
10.优选的，所述的温度采集装置包括功率放大器温度采集装置、环境温度采集装置；所述的功率放大器温度采集装置、环境温度采集装置分别与所述的数据处理器连接。
11.应用自适应散热装置的用于功放的自适应散热系统，包括数据处理模块、云端数据服务器、显示装置、报警装置、通信模块；所述的显示装置、报警装置、通信模块分别与所述的数据处理模块连接，所述的云端数据服务器与所述的通信模块连接，所述的通信装置与所述的通信模块通信连接，所述的云端数据服务器用于提供散热装置的散热功率基础数据库。
12.本发明的有益效果是： 根据本发明所提供的自适应散热方法，能够根据散热装置所在环境的环境参数，自适应的对功率放大器进行散热调整。
附图说明
13.图1为一种用于功放的自适应散热方法的原理示意图；图2为自适应散热装置的原理示意图；图3为用于功放的自适应散热系统的原理示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
15.为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
16.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
17.而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
18.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
19.如图1所示，一种用于功放的自适应散热方法，包括如下步骤：步骤一，建立散热装置的散热功率基础数据库，包括基础散热功率、散热功率等
级、与散热功率等级对应的温度上升率、安全温度阈值；步骤二，启动散热装置，在散热装置的启动过程中进行设备故障检测与排除，散热装置启动完成后，采集初始环境温度数据，散热装置设定为基础散热功率，进行基础散热调试，进入步骤三；步骤三，经过设定的测试时长，获取功率放大器的空载温度，若空载温度与初始环境温度的差值在差值阈值内，则不调整散热装置基础散热功率，若差值不在差值阈值内，则调整散热装置的基础散热功率，使空载温度与环境温度的差值在差值阈值内，完成基础散热调试，并将散热功率基础数据库中的基础散热功率更新为调整后的基础散热功率，完成基础散热调试后，散热装置进入巡航状态，若功率放大器执行任务，则进入步骤四，若功率放大器在设定的巡航时长内未执行任务，则散热装置进入休眠；步骤四，采集功率放大器执行任务过程中的温度，若功率放大器的温度在安全温度警戒值内，则不调整散热装置的散热功率等级，若功率放大器的温度达到安全温度警戒值，则获取功率放大器的温度上升率，调整散热装置散热功率等级为对应温度上升率的散热功率等级，使功率放大器的温度在安全温度阈值内，完成功率放大器温度上升控制，直至功率放大器完成任务，散热装置进入巡航状态；步骤五，散热装置进入巡航状态后，散热装置保持散热功率等级继续散热，同时采集环境温度，当功率放大器的温度与环境温度的差值在差值阈值内时，将散热装置的散热功率调整为调整后的基础散热功率，在设定的巡航时长内若功率放大器的温度与环境温度的差值维持在差值阈值内，则完成自适应散热控制，散热装置进入休眠；若在设定的巡航时长内散热装置的温度与环境温度的差值超过差值阈值，则再次调整基础散热功率，使功率放大器的温度与环境温度的差值维持在差值阈值内，并将散热功率基础数据库中的基础散热功率更新为再次调整后的基础散热功率，散热装置进入休眠，完成自适应散热控制。
20.所述的功率放大器的温度上升率采用如下公式计算：其中的为采集时长，为采集开始时的温度，为经过时长后的温度。
21.所述的散热功率为散热装置的散热功率，不同的散热功率等级对应不同的散热功率。
22.所述的安全温度警戒值为设定的低于安全温度阈值的温度值。
23.所述的在散热装置的启动过程中进行设备故障检测与排除，包括如下过程：步骤一，散热装置启动时，对散热装置中所有的设备进行监控;步骤二，获取启动时散热装置各设备的启动状态，若检测到设备的启动状态异常，记录相关的异常状态信息及对应设备信息关联存储到数据存储器，对异常状态设备进行隔离，系统进入运行；步骤三，系统进入运行后，对处于隔离状态的设备，进行故障检测与隔离，同时检测是否有新状态异常设备，若没有，则完成故障隔离；若有，则进入步骤四；步骤四，所述的在散热装置的启动过程中进行设备故障检测与排除，包括如下过程：
步骤一，散热装置启动时，对散热装置中所有的设备进行监控;步骤二，获取启动时散热装置各设备的启动状态，若检测到设备的启动状态异常，记录相关的异常状态信息及对应设备信息关联存储到数据存储器，对异常状态设备进行隔离，系统进入运行；步骤三，系统进入运行后，对处于隔离状态的设备，进行故障检测与隔离，同时检测是否有新状态异常设备，若没有，则完成故障隔离；若有，则进入步骤四；步骤四，先将新状态异常设备信息与数据存储器中存储的设备信息进行匹配，若匹配到相同的设备信息，则判断此设备为不稳定设备，获取该设备的类型并获取该设备的使用故障率、该类型设备的历史故障率，对该设备进行故障隔离；若未匹配到相同的设备信息，则判断此设备为新故障设备，先将异常状态信息及对应设备信息存储到错误状态寄存器，再进行故障检测与隔离，直到所有状态异常设备均完成故障检测与隔离，则完成设备故障检测与排除。
24.所述的该设备的使用故障率为：其中的为该设备的使用次数，为该设备的故障次数；该类型设备的历史故障率为：其中的m为该类型设备出厂的设备总数，为第i个设备的故障率。
25.如图2所示，应用用于功放的自适应散热方法的自适应散热装置，包括数据处理器、数据存储器、通信装置、温度采集装置、散热测试装置、散热装置、散热调节装置、故障检测装置；所述的数据存储器、通信装置、温度采集装置、散热测试装置、散热调节装置、故障检测装置分别与所述的数据处理器连接，所述的散热装置与所述的散热调节装置连接；所述的温度采集装置用于采集环境温度数据和功率放大器的温度数据；所述的散热测试装置用于进行散热装置基础散热测试，所述的散热调节装置用于调节散热装置的散热功率；所述的故障检测装置用于在散热装置启动过程中进行故障检测。
26.所述的温度采集装置包括功率放大器温度采集装置、环境温度采集装置；所述的功率放大器温度采集装置、环境温度采集装置分别与所述的数据处理器连接。
27.如图3所示，应用自适应散热装置的用于功放的自适应散热系统，包括数据处理模块、云端数据服务器、显示装置、报警装置、通信模块；所述的显示装置、报警装置、通信模块分别与所述的数据处理模块连接，所述的云端数据服务器与所述的通信模块连接，所述的通信装置与所述的通信模块通信连接，所述的云端数据服务器用于提供散热装置的散热功率基础数据库。
28.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的
形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。