A Study of High-Power Dissipation Parts Modeling for Spacecraft PCB Thermal Analysis

This paper addresses the optimized thermal modeling methodology for spacecraft board level thermal analysis. A direct thermal modeling of external and internal structure of active parts which have high power dissipation is newly proposed, based on conventional plate modeling for Printed Circuit Board(PCB). The parts thermal modeling results were compared with other generic methodologies and verified by thermal vacuum test. This parts thermal modeling was directly applied to thermal analysis of CS(Communication Subsystem) board of HAUSAT-2 small satellite. As a result, it was confirmed that the parts thermal modeling can complement other conventional modeling methodologies. A parts thermal modeling is very effective for thermal control design, since the existing thermal problems can be solved at the parts level in advance.

위성 PCB 열해석을 위한 고 전력소산 소자의 모델링 연구

본 논문에서는 위성의 전장보드 열해석을 위한 최적의 열모델링 방법을 제안하였다. 플레이트 모델링 방법을 통한 보드 모델링에 고전력 소산 소자의 외부 및 내부 구조를 직접 모델링하는 방법을 새롭게 제안하였다. 이러한 모델링 방법을 다른 모델링과 비교 분석하여 효율성을 검토하였고 열진공 시험을 통해 검증하였다. 제시한 소자 모델링 방법으로 HAUSAT-2의 발열이 큰 통신보드의 열해석을 수행한 결과, 노드 네트워크 모델링 방법과 플레이트 모델링 방법의 단점을 모두 보완할 수 있었다. 또한, 소자 모델링 방법은 열적인 문제에 따른 소자 수준의 해결방안을 모색 후, 그에 따른 열해석을 수행하여 효과를 예측할 수 있으므로 열제어계 설계에도 효율적이다.