某模块化综合电子设备的热设计和抗振设计

介绍了一种模块化综合电子设备的结构设计,该设计将多个分离的独立电子设备以模块化的形式组合起来,但由此会带来设备的热流密度增大、体积增加问题,散热和抗振成为设计中的难点。设备采用多种风机组合的方式同时结合热仿真实现了整机的散热设计;依据实际振动环境,采用局部隔振和整机力学仿真实现了整机的抗振设计。     

一种高热流密度电子设备结构设计

阐述了一种高热流密度电子设备的结构设计,通过理论计算和计算机仿真,解决了基于模块穿通风冷的高热流密度的综合电子设备结构设计。测试试验证明该设备的热设计方案满足设计要求。     

某光控相控阵雷达组件热设计与参数优化

为了确保光控相控阵雷达中微波发射前端组件运行的稳定,为高热流密度功放组件提供合理的温度环境,依据集成系统的结构与前端输入,提出了匹配系统的热设计方案,并采用仿真软件进行了模拟与分析。结果表明,系统最高温度不超过指标温度,且热均匀性较高。该热设计方案验证了采用金刚石/铜进行热扩展并结合合理的液冷冷板结构,可以实现紧凑高效的散热需求。此外,提出了多级翅片与对插式辅助翅片的结构优化方案,并分析了相关参数对散热的影响。该系列热设计方案与参数分析可以为雷达高热流密度组件的热设计提供思路。     

一种小型化光电主机模块的热设计研究

随着科技快速发展,灵活适应不同空间环境需求,增加数据传输业务量,据高数据传输可靠性都得到了充分满足。针对小型化光电主机模块有高热流密度的特点,同时要求耐高温环境（工作温度为+70℃）,提出了一种小型化光电主机模块热设计方案,详细阐述了此方法的设计计算过程。结合运用ICEPAK软件进行了热仿真分析,分析结果表明模块在+70℃工作环境下,功耗器件均不超过其许用温度,验证了模块热设计的合理性,为解决高热流密度的小型化模块在高温工作环境的散热技术问题提供参考价值。     

便携式小型化信号处理机箱散热设计

为解决某舰载便携式小型化高性能信号处理设备的高热流密度散热问题,文中采用基于热管的高效热传导加强迫风冷的综合散热方式,结合整机结构设计、模块冷板设计、均温隔板设计及风扇选型计算等,研制了一款加固型密闭式机箱。采用Flotherm 仿真软件建立模型开展热仿真,并进行了高温+50 ℃ 满载工作测试。结果表明,该机箱设计可满足便携式小型化高性能信号处理设备的散热需求以及功率为100 W、芯片封装级热流密度达30 W/cm² 的单模块的散热需求,为同类加固型密闭式机箱的设计提供了较好的参考。     

基于复合相变热沉的一体化设计

为解决弹载电子设备瞬时大功率工作的散热问题,文中采用膨胀石墨和高碳醇复合材料作为相变材料,对相变热沉与模块盒体进行了一体化设计,并对模块结构进行了优化设计,显著提升了复合相变热沉的散热效能。结果表明,采用复合相变一体化设计后,芯片最高温度由107.7 ℃降至87.3 ℃,仿真结果和试验测试结果的偏差小于3.6%,满足了工程散热需求。该研究可供大功耗弹载电子设备模块结构设计、复合相变热沉设计及优化等参考。     

星载高性能计算机热设计及仿真分析

随着星载嵌入式计算机向高性能、高集成、小型化方向发展,系统内热流密度急剧增加,常规星上散热设计已无法满足系统对高效散热的迫切需求。文中以某星上数据处理机热设计需求为例,提出了以石墨散热片为主的全路径高效热传导方法,并开展了整机热仿真分析和试验测试。仿真分析和试验结果均表明热设计满足要求。为进一步验证石墨散热片对导热性能的提升程度,对粘贴石墨散热片和采用常规金属两种散热方法进行了模拟仿真和对比。结果表明,与采用常规金属散热相比,在热源集中的计算模块框架上贴石墨散热片,可使数字信号处理（Digital Signal Processor, DSP）芯片的节温低4 ℃左右。该结论可为后续以传导为主的星上高性能计算机热设计提供参考。     

某高效散热冷板的结构设计与优化

针对某电子设备出现的局部热流密度过高问题,提出了一种S型流道与翅片散热模块相结合的设计。利用ICEPAK仿真软件,分别对形状为矩形、梯形和三角形这三种内嵌翅片的S型流道进行热分析。同时,通过实验验证三种冷板的散热效果。研究显示:实验结果与仿真结果基本一致;翅片散热模块能明显改善冷板的散热性能;三角形翅片的散热效果最好,但在冷板表面均温性和流阻方面,梯形翅片的方案更优于其它两种翅片。在满足此次冷板热设计要求的前提下,综合分析比较,最终选择梯形翅片的S型流道结构。     

弹载电子设备相变热沉装置散热性能研究

文中介绍了一种用于弹载电子设备的相变热沉装置的设计方法及试验研究。通过实验对比了电子模块在采用相变热沉装置、铝块和无热沉3种情况下的工作温度曲线,同时对比分析了相变热沉装置在不同热流密度下的工作特性。结果表明,当热源热流密度较小时,相变热沉装置具有明显的减缓热源升温的作用,对比铝块热沉具有明显的散热功效。而随着热流密度的增加,其散热优势逐渐减弱。同时,填料相变温度点的选取和导热增强体的设计,对相变热沉装置的散热性能有很大的影响。     

Icepak在电子设备水冷热设计中的应用

随着电子设备热流密度的急剧增大,热仿真软件在热设计中的应用日益广泛。文中通过某紧凑型大功耗天线罩内设备在严酷环境条件下使用时的热设计计算,阐述了热设计的一些基本设计思路以及常规设计方案,同时详细介绍了仿真软件Icepak在整个设计过程中的应用状况,凸显了仿真软件在热设计中的重要性。     

某型电子设备方舱散热分析及优化

文中针对某型电子设备方舱出现的散热问题,运用6SigmaET 软件分析原因并提出了优化措施。首先介绍该型号方舱的基本概况,并根据经验对方舱散热进行分析;然后运用6SigmaET 软件对方舱进行热仿真,分析方舱散热欠佳的原因;最后根据分析结果,从增加机柜周围冷空气输入量和改善热循环两方面设计优化方案,并通过仿真验证方案的效果。通过仿真分析得出,冷空气输入量和热循环方式对机柜降温有直接影响,优化后设备方舱整体降温明显。该优化方案对电子设备方舱的设计有一定的指导意义。     

某新型ATCA插箱热学仿真分析及优化设计

采用ATCA技术标准的新一代电子设备集成密度和功率密度更高,由此带来的散热要求也相应增加。文中以某新型ATCA插箱（单板功率高达300 W）为例,利用FLOTHERM软件分别进行了模块级与插箱级热学仿真分析。文中研究了ATCA刀片式板卡的冷板结构参数对芯片散热性能的影响,在此基础上进一步研究了风道设计及风机选型对ATCA插箱散热性能的影响,并根据热学仿真分析结果为ATCA刀片式板卡及其插箱的结构设计提出了优化建议。文中所介绍的热学仿真分析思路及优化方法可为新型电子设备风冷插箱的散热设计提供参考。     

LRM热传导结构在加固计算机中的研究与应用

为了有效提高现场可更换模块（Line Replaceable Module, LRM）热传导结构的导热效率,文中结合某加固计算机内LRM 的热设计,研制了能够有效实现热源散热需求的LRM 热传导结构,给出了降低LRM 热传导结构中接触热阻的有效措施。利用Icepak 热仿真软件对LRM 热传导结构进行了热仿真分析,得出了不同导热材质和不同导热填充介质对LRM 散热性能的影响,分析出了LRM 热传导结构散热效率的最优解决方案,并对LRM 在加固计算机内的散热性能进行了实际测试。结果表明,LRM 热传导结构的散热效率优于其他散热结构的散热效率,完全满足热源的散热要求。热仿真和热测试结果对比表明,Icepak 热仿真软件的计算结果与实际测试结果较为接近,在LRM 热设计阶段具有可参考性。     

热管模组在机载ATR密闭机箱中的应用研究

某机载电子设备（ATR）密闭机箱内集成了多个中央处理器（Central Processing Unit, CPU）热源,单个CPU热源的热功耗达到了80 W。为了解決整机在高温环境下的散热问题,文中给出了一种基于热管模组的机箱散热结构。通过对热管模组的结构设计,在实现机箱密闭结构的基础上,将每个热源的热量快速传导至机箱两侧的风道内,提高了热源与外界热沉之间的导热效率。对热管模组中的热传导结构、肋片散热器的参数设置以及风机选型进行了理论分析计算,得出了热管模组具有导热效率高、热阻低的性能特点。借助ANSYS Icepak热仿真软件,对热管模组的散热性能进行了模拟仿真,并对仿真结果与设备在高温试验环境下CPU的温度测试结果进行了对比。对比结果表明,热仿真在设计阶段能够比较真实地反映热设计效果,热管模组的散热性能满足机箱的散热需求,解决了机箱内部多热源的散热问题。文中解决ATR密闭机箱多热源散热设计的有效方法对类似机箱的热设计具有参考价值。     

某机载液冷综合机架的结构设计

针对某机载电子设备的小型化、轻量化和高热耗的特点,从内部模块的布局、结构功能一体化、电气及水路互联的盲配设计、散热结构及流道设计、电磁兼容设计等方面介绍了液冷综合机架的结构设计过程。对综合机架实体模型进行了力学仿真和热仿真分析,并对实物样机进行了试验验证。结果表明,液冷机架的设计满足使用要求,对以后的工程应用具有较大的借鉴意义。     

基于Flotherm的集装箱散热设计

Flotherm已被广泛用于电子设备的模拟仿真,能够较为准确地模拟电子设备的温度及压力分布。文中使用Flotherm对集装箱进行热仿真,获得了系统的温度场和压力场,在此基础上为系统确定了合理的散热方案并完成了散热器和风机的选型。同时还对集装箱进行了热测试,并对测试数据与仿真结果进行了对比和误差分析。文中的研究结果对后续的热仿真分析和优化具有重要的指导意义。     

某舰载电子机箱的散热设计

舰载电子设备长期处于高温、高湿的恶劣环境,为了满足不断提高的功能和性能要求,设备机箱主要采用密闭机箱的形式。与通风机箱相比,密闭机箱散热困难,特别是小尺寸、大热耗的电子设备,其散热设计难度更大。文中以某舰载大功率密闭机箱为研究对象,通过热学分析和理论计算确定散热方案,再通过Flotherm软件建模、网格划分、仿真分析等验证理论计算的正确性,最后通过试验对仿真结果进行校核。此研究能够为小尺寸、大功率密闭机箱的热设计提供参考。     

内置微通道T/R组件壳体设计及试验研究

为了降低界面热阻对微通道散热性能的制约,提出了一种组件壳体内置微通道散热单元的设计架构,以满足新一代高功率芯片T/R组件的热控需求.对内置微通道的传热特性进行数值仿真分析,优选出最佳结构参数组合.基于优选设计参数,整合UV-LIGA微细加工技术、精密扩散焊接技术及微组装技术,完成内置微通道散热单元T/R组件的模拟样件研...     

基于ICEPAK仿真的散热器结构热设计研究

文中利用ICEPAK软件对多密度高功率芯片散热器结构进行了热设计研究。研究确立了影响翅片散热器散热性能的关键尺寸设计参数,如基板厚度、翅片高度、翅片厚度和翅片间距等,并得出了各尺寸设计参数对其散热效果的影响趋势,确定了散热器结构的最佳布局方案。此外,研究还建立了最佳布局的散热器结构实物并进行了高低温试验以模拟其高温散热情况。通过实验数据对比发现,仿真计算结果与实际较为吻合,进而验证了ICEPAK软件在电子设备散热设计方面的准确性与可靠性。     

某密闭电子设备的热设计

介绍了电子设备热设计的基本内容,阐述了应用热分析软件的设计流程。采用Icepak软件对某密闭电子设备的原始设计进行了热仿真,从结果中找出了关键发热器件和影响散热的薄弱环节。通过调整关键发热器件的散热方式和机箱的整体散热结构,对密闭电子设备的结构进行了优化,使其满足了热设计要求。