UDC 621.3 : 536.5 L 05 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T12993-91 电子设备热性能评定 Thermal performances evaluation for electronic equipment 1991-08-19发布 1992-04-01实施 国家技术监督局 发布 中华人民共和国国家标准 GB/T 12993—91 电子设备热性能评定 Thermal performances evaluation for electronic equipment 主题内容与适用范围 本标准规定了电子设备的热性能评定。 本标准适用于电子设备自然冷却和强迫冷却热性能的评定。 2引用标准 GB2421 电工电子产品基本环境试验规程总则 GB2903铜-康铜热电偶丝及分度表 GB4993 镍铬-铜镍(康铜)热电偶丝及分度表 3术语、符号 3.1术语 3.1.1外部环境温度externalenvironmenttemperature 距设备各主要表面几何中心80mm处，以面积为加权因子的平均温度值。 3.1.2元器件表面许用温度allowablesurfacetemperatureofparts 根据可靠性要求，电子元器件允许达到的温度值。 3.1.3温度临界元器件criticaltemperatureparts 表面温度可能接近允许的最高工作温度的元器件。 3.1.4环境压力environment pressure 设备所处环境条件下的大气压力。 3.1.5电应力electrical stress 电子元器件承受电压、电流、负载作用所引起的应力。 3.1.6电应力比electrical stress ratio 电子元器件的实际电应力与额定电应力之比。 3.1.7冷却剂coolant 电子设备使用的冷却介质，如空气、液体等。 3.1.8冷却剂流量coolantrate 单位时间流经有效截面的冷却剂容积或质量。 3.1.9温度稳定temperaturestabilization 当大部分发热元器件的温度，其变化率在一小时内低于2℃时，称为温度稳定。 3.1.10热时间常数thermaltimeconistant 当元器件的温度达到百分之六十三稳定温升时所需要的时间，称为热时间常数。 3.2符号 国家技术监督局1991-08-19批准 1992-04-01实施 1 GB/T 12993-- 91 A冷却剂流通管道的截面面积，m²； A—一第i个元器件的外表面面积，m²； As 设备外表面的总面积，m²； C,冷却剂的定压比热，J/（kg℃）; P第i个元器件的热耗散功率，W； P 冷却设备消耗的电功率，W； Pai " -冷却剂进口动压，Pa； Pao 冷却剂出口动压，Pa； Pri 流量计进口压力，Pa； P。- 设备输出的总功率，W； Psi 冷却剂进口静压，Pa； P 输入设备的总功率，W； Aps 冷却剂在管内的静压降,Pa； P1 冷却剂的进口压力，Pa； 冷却剂的出口压力，Pa； 9m 冷却剂的质量流量，kg/s； 冷却剂吸收的热流量，W； Qv 设备的体积热密度，W/m； tel 冷却剂进口平均温度，C； te2 冷却剂出口平均温度，℃； tal- 管道壁（入口）温度，℃； 管道壁（出口）温度，℃； to 试验箱内空气温度，C； toa 环境的平均温度，℃； toi 第i个元器件的周围环境温度，℃； tos 箱壁表面的温度，℃； tpt 电子元器件表面温度平均值，C； tpi" 第i个元器件的表面温度，℃； -设备外表面温度，℃； Ve 冷却设备的总容积，m； V.-- 设备的总容积，m"； W 冷却设备的总重量，kg； W.- 设备的总重量，kg； 冷却剂的平均密度，kg/m3； 冷却剂的进口密度，kg/m²； Po 标准状态下，冷却剂的密度，kg/m²； 热时间常数，s; -冷却剂的流速，m/s。 4技术要求 4.1 在设备的研制、生产和验收等各个阶段，均应制定出热评定计划，按本标准的规定进行热性能评 定。 4. 2 在进行热性能评定之前，设备的电性能指标应达到规定的要求。 2 GB/T 12993 --91 4.3在进行热性能评定的过程中，设备应处于额定工况下工作。 4.4设备进行热性能评定的条件，包括： a. 正常大气条件应符合GB2421总则第4.3条的规定； b. 应提供设备所处的环境参数，如高度、大气压力、温度、湿度等； c．对模拟环境（如实验箱、风洞等)的参数，应按规定的要求实行监控。模拟环境内任意二处的温 差应低于10℃（温度指示值误差为±1℃）； d．冷却剂供给系统，应提供设备冷却所必需的冷却剂流量。 当以空气作为冷却剂时，其相对湿度值应保持在百分之五十至百分之七十五之间。 当以液体作为冷却剂时，其高、低温特性、绝缘性能、与电子元器件的相容性等，应符合设备冷却的 要求。 4.5热性能评定用的设备，如测试仪表、装置等，应经相应检验部门的检验和认可。 各参数的最大允许偏差为： 温度 ±2℃ 压力 ±1% 冷却剂流量 ±5% 功率 ±5% 质量 ±1% 海拔高度 ±5% 总发热量百分之一的元器件的清单。 表1日 电子元器件热耗散情况表 热耗散量 元器件表面许用温度 序号 电子元器件名称 电子元器件在设备中的部位 电应力比 备注 W c 4.7应按表2的格式，填写热性能评定所必需的数据清单。 表2热性能评定数据记录表 序号 项目名称 数值 单位 备注 试验箱内空气温度 to （顶部、底部、前面、后面、左侧、右侧等六个部 位） 2 试验箱壁表面温度 tos （顶部、底部、前面、后面、左侧、右侧等六个部 位) 3 设备外表面温度 ts ℃ （顶部、底部、前面、后面、左侧、右侧等六个部 位) 4 主要器件表面温度 topi C (ti****tp) GB/T 12993-91 续表2 序号 项目名称 数值 单位 备注 5 冷却剂进口平均温度 te1 c 6 冷却剂出口平均温度 te2 c 7 流量计进口压力 Pa 8 流量计指示值 kg/h 9 管道入口壁温 ta1 c 10 管道出口壁温 ta2 11 冷却剂进口静压 Psi Pa 12 冷却剂进口动压 Pdi Pa 13 冷却剂出口动压 Pao Pa 14 设备内部气压 Pa 15 大气压力 Pa 16 其它 17 输入设备总功率 Pt w 18 设备输出总功率 P。 w 19 冷却设备消耗的电功率 P. w 20 设备总重量 W. kg 21 冷却设备总重量 W. kg 22 设备总容积 Vt m3 23 冷却设备总容积 V. m3 24 设备外表面总面积 As m? 25 冷却管道尺寸与截面形状 m 5热性能评定程序 5.1测量下列参数； a. 表1列出的元器件的表面温度，对安装形式相似、热耗相同的元器件，只需测量有代表性的元 器件的表面温度； h. 设备的外表面温度； 试验箱内壁的平均温度； c. d. 设备所处的环境参数； e. 冷却剂的进、出口温度； f. 冷却剂的进、出口压力损失； g. 通道入口处空气的相对湿度值； h. 热时间常数； i. 设备的输入与输出功率。 5.2检查设备热性能的保护与控制装置的功能。 5.3主要参数的测量方法 5.3.1温度测量 4 GB/T12993—91 本标准建议采用热电偶作为主要的温度传感器。对某些环境温度的测量，也可采用集成温度传感 器。 热电偶的线径应小于或等于0.25mm。热电偶的材料及要求，应符合GB2903或GB4993的规定。 a.表面温度测量 温度传感器与被测表面之间应保持良好的接触。对平坦的受测表面，可采用压条或集热片粘结至受 测部位上。对不平坦的受测表面，应将热电偶测量头部埋入或钎焊至受测部位上。 各种温度传感器的装设，不应影响或破坏受测表面的温度场。热电偶的引线应采取屏蔽措施·避免 外界电磁场的感应电势对热电势的干扰。 b.冷却剂温度测量 对以空气为冷却剂的设备，其温度测量可采用集成温度传感器配二次显示仪表进行。 对液体温度的测量，应尽可能减少温度传感器的连线引起的测量误差。 5.3.2冷却剂流量测量 可采用标准孔板传感器、涡流传感器配二次显示仪表或转子流量计，对冷却剂的流量进行测量。 为保证测量数据的准确性，应使冷却剂通流管路中的泄漏量，控制在低于最大质量流量的百分之五 之内。 5.3.3冷却剂流速测量 以空气为冷却剂的强迫冷却设备，可测量空气的进、出口平均流速，按6.3条公式进行流量的换算。 5.3.4冷却剂压力测量 当通流管路中的压差低于1500Pa时，可采用补偿式微压计进行测量；当压差大于1500Pa时，可 采用液柱式压力计进行测量。 冷却剂流经管路的进、出口静压、动压，可采用静压管或皮托管进行测量。 5.4自然冷却设备的监测 5.4.1监测项目 a.设备所处的环境参数，如温度、大气压力等。对工作于不同海拔高度的设备，一般应测量最大高 度、中间高度和当地海拔高度的气压及其相应的温度； b．设备中关键元器件的最高温度； c.·温度临界元器件的温度。 5.4.2测试步骤 a．按5.4.1条的要求，用满足精度要求的测量设备进行测量。对模拟环境内的环境参数，在试验 前应调整至规定值； b．监测关键元器件的最高温度值不超过规定值的2℃，每小时的温度变化应低于2℃； c．温度稳定后，应继续试验一小时。 5.5强迫冷却设备的监测 5.5.1监测项目 a.设备所处的环境参数，如温度、大气压力等。对工作于不同海拔高度的设备，一般应测量最大高 度、中间高度和当地海拔高度的气压及其相应的温度； b．冷