CPU风冷散热器散热性能的实验测试

CPU风冷散热器作为最传统的散热方式,现在仍被广大PC机用户使用.按散热片材料分为全铝、全铜和铜铝复合式三种,其中铜铝复合式是现今主流产品.为对其散热性能进行测试,设计测试散热器散热性能的实验装置.通过改变输入电压,改变风道、风速和模拟芯片的发热功率,测试目前PC机使用最多的放射状铜铝复合式风冷散热器在不同风速、不同加热功率下强迫风冷时的散热性能.从它的瞬时储热能力、热阻及CPU表面温度三个方面分析其散热性能,得出这款散热器能较好地满足CPU发热功率在120 W以内的散热需求.实验测试装置具有通用性,实验结果有助于对此款散热器的改进,以提高其散热性能.     

基于ANSYS的CPU散热器不同角度鳍片散热分析

由于计算机的体积不断缩小,CPU散热器的散热效果对CPU工作性能的影响越加明显,在智能计算机的有限空间散热问题值得深入讨论和研究.本文利用ANSYS软件建立了CPU散热器的三维有限元模型,对其进行热学性能分析.通过改变散热器鳍片角度得到了散热器的温度分布云图和热梯度分布云图,然后对离散数据进行线性拟合,分析了不同角度的散热器鳍片分别与最大温降、热流量、最大长度值之间的函数关系.研究表明,不同角度的鳍片对散热器的散热效果产生一定的影响,为散热器的优化设计提供了重要依据.     

CPU散热器的优化设计及数值模拟

散热器的散热性能对维持中央处理器(CPU)的运行速率和使用寿命具有重要影响.通过对CPU散热器进行热设计,优化散热器的结构,采用热阻分析法建立CPU散热器的数学模型,利用CFD数值模拟方法研究不同肋片长度的CPU散热器的散热性能,并对肋长为21mm的CPU散热器进行案例分析.研究结果表明:实验范围内,加长散热器肋片长度到27mm可有效降低传热热阻,提高散热性能;超过该长度,肋片长度的增加对散热性能的影响不大.     

电子器件冷却用重力型热管散热器的实验研究

用发热铜块模拟电子器件 ,油泵回路控制风温 ,毕托管和倾斜式微压计测量风速等方法 ,建立了热管型散热器性能测试系统。对所设计的重力型热管电子器件散热器 ,通过改变散热功率、风速、风温等因素来测试电子器件表面温度的变化。实验结果表明 :重力型热管散热器具有良好的散热性能 ,可满足较高热流密度 (小于 8.5 6× 1 0 4 w/m2 )电子器件的冷却要求。性能测试系统具有良好的精度和可靠性 ,可以作为改进散热器设计的重要手段     

热管散热器在大功率LED路灯中的应用研究

针对大功率LED路灯的热管散热器散热性能进行了实验和数值研究.首先,利用红外测温技术,对120 W大功率LED路灯灯壳及热管散热器表面温度进行了测量,测试结果表明,热管散热器温度分布较均匀,平均温度在38℃左右;热管散热技术是大功率LED路灯散热问题的有效解决办法.其次,建立相应的三维数学模型并求得数值解,数值解与实验结果符合较好,证明数学模型的正确性.最后根据数值计算结果,讨论了优化热管散热器散热性能的思路及方法.     

基于热管散热的人功率LED热特性测量与分析

提出了一种新型结构的同路热管,建立了回路热管性能测试试验装置.在相同的测试条件下,研究了热负荷、倾角等对回路热管的起动特性和均温特性、热阻等传热性能的影响.试验结果表明,热管散热器的热阻在0.21 K/W～2.6 K/W之间,且整个散热器具有均匀的温度分布.与当前的LED散热器相比,这种结构的热管散热器具有散热效率高、结构紧凑、加工方便、热阻小、重量轻、成本低等特点,可以满足大功率LED散热的要求.     

LED投光灯叉翅散热器热分析及优化

为探究叉翅散热器在某100 W LED舞台投光灯上的散热强化作用并进行优化设计,通过数值模拟与实验验证的方法,对影响叉翅散热器散热性能的主要几何因素及其机理进行了分析。以LED芯片最高温度和散热器质量为优化目标,对短翅长度与间距进行了单因素分析,然后通过NSGA-Ⅱ算法进行双目标优化,并进行模糊C均值聚类,得到了不同应用场景下散热器配置。结果表明：叉翅散热器可有效增强散热性能,其结构可增加翅片表面平均对流换热系数,短翅长度和间距对单位质量散热性能影响均存在最优值,短翅过长或间距过小均会使翅片表面对流换热系数下降。双目标优化后的叉翅散热器可在几乎不改变散热器质量时,降低LED芯片最高温度2.33℃。     

牵引变流器中IGBT模块的高效热管冷却系统设计

以高功率IGBT模块散热为主题,针对目前传统热管散热器(传统模组)存在的翅片均温性不佳、散热效率较低的问题,设计一款新型的热管分层嵌入式结构的散热器(新型模组),并通过Flotherm软件对在不同风速下其翅片与热源的温度场、模组的压力场及散热器的最大热阻进行了分析,并与传统模组进行了对比验证。结果表明：新型模组能够显著提升翅片的均温性及模组的散热效率,且最大热阻值平均降低了34%。在风速为10m/s时的情况下,IGBT芯片的温度最大值较传统模组降低了16.9℃,进而验证了新型模组的散热可行性,并为热管散热器的设计及改进提供了指导。     

舰载电子设备散热器涂层参数化瞬态热分析

分析了舰载环境下芯片级散热器表面涂层厚度对电子设备散热与耐腐蚀性能的影响,利用Workbench平台建立参数化有限元模型,对芯片散热器及表面涂层进行瞬态分析,得到散热器温度与时间的映射关系。对同一时刻不同厚度条件下散热器温度的变化规律进行了总结。利用Matlab对计算结果进行拟合,得到了厚度与温度参数关系曲线,对设备的防腐喷涂具有一定指导意义。     

基于烟囱效应的LED太阳花与梳状散热器对比

为了提高LED的散热性能,基于烟囱效应原理,对比了LED梳状散热器和太阳花散热器的散热效果。通过Solidworks建立实体模型,通过其插件Flow Simulation对建立的模型进行热仿真。在保持散热器质量不变的前提下,研究了不同烟囱高度对配备梳状散热器和太阳花散热器的LED芯片最高温度的影响。并对烟囱高度为40 mm的太阳花散热器进行了实验验证,经实验测量,此时LED芯片的最高温度为81℃,与模拟结果只相差1.28℃,证实了模拟的正确性。仿真表明:在烟囱效应下,LED太阳花散热器的散热效果要强于梳状散热器,并且当烟囱高度大于45 mm时,二者的温度差随着烟囱高度的增加不断扩大。     

智能控制的笔记本外置散热器

文章设计制作了一种智能控制的笔记本外置散热器。该散热器系统上位机(即笔记本)通过串口与下位机(即单片机)通信。上位机采用VB编程自制软件系统,通过计算机管理系统WMI及时获取CPU温度,还可以对下位机及散热器进行控制;下位机通过与串口通信及时获取CPU及周围环境温度,并可单独对散热器电动机进行控制,达到最终降温的目的。该散热器设置有三种工作模式:笔记本CPU温度超过周围环境温度30度;笔记本CPU自身温度超过70度;强制工作模式,即强制启动散热器。散热器启动后可以在1分钟内使CPU温度降低15度;另外该散热器还可以起到清除笔记本内部灰尘的作用。     

大功率LED排式热管散热器的开发及性能研究

开发了一种应用于大功率LED散热的排式热管散热器。在大空间自然对流冷却环境中,分别在0°、30°、60°、90°放置条件下对其启动性能、均温特性、散热性能进行了试验研究。试验结果表明:散热器启动性能良好,启动时间约为67min;在输入功率为30～70W的范围内,热源表面中心点温度不超过75℃;各倾角下散热器均具有较低的总热阻及扩散热阻,0°放置时总热阻最小。基于试验所得结果,通过计算LED结温论证了排式热管散热器在各倾角条件下均可满足热输出70W以下大功率LED散热的需求。     

LED散热器热分析建模方法

针对LED散热器热分析常用的热传导分析模型与流固耦合分析模型存在适用面窄与计算量大的不足,研究了LED散热器热分析的建模方法.提出了一种可以用热传导分析模型等效简化流固耦合分析模型的方法,该方法能快速得到散热器的温度状态并能从等效换热系数h获得LED散热器所需风扇的技术参数即风扇流量,有助于风扇规格的选择.以一款LED车灯风冷散热器的热分析为例,表明提出的等效简化建模方法不仅可以提高分析计算效率,而且具有良好的实用价值.     

航空相机焦面组件相变温控设计及验证

航空相机焦面组件是机载电子设备中具有严格温度要求的重要组件,其工作期间温度过高产生的热噪声和暗电流将导致成像质量下降。讨论分析了某型航空相机焦面组件热设计的特点,采用封装有相变材料的相变温控系统进行散热,根据结构特点和导热路径,给出了热设计方案。采用有限元数值分析方法,建立了热平衡方程和热分析计算模型,应用热分析软件IDEAS-TMG在给定温度边界条件下进行瞬态仿真分析,给出了组件的热响应性能。热分析结果表明:焦面组件和散热器工作温度范围分别为18～31.1 ℃、18～28.2 ℃。所获得的分析结果能够满足热控指标要求。最后通过热实验对采用相变温控系统的热设计方案进行了验证,验证实验结果与数值分析结果吻合较好,结果对比最大偏差均不超过5%,验证了数值分析的正确性和温度预示的有效性。实验过程中焦面组件和散热器工作温度范围分别为18～32.3 ℃、18～29.6 ℃。     

大功率LED冷却用平板热管散热器的实验研究

对一种新型平板热管散热器冷却大功率LED芯片阵列进行实验研究。在自然对流冷却条件下,分析了平板热管散热器的启动特性、均温特性以及通电电流、倾角对其传热性能的影响。利用热电转换方法得到LED芯片的结温变化。实验结果表明:平板热管散热器的总热阻在0.3053～0.3425℃/W间,且散热器整体温度分布均匀合理,具有很强的散热能力;LED结温在47.9～59.0℃间,远低于110℃。     

一种高温噪声源设计

针对毫米波、亚毫米波高精度噪声量传需求,文中介绍了一种采用微波辐射体实现的太赫兹频段高温噪声源, 可提供500K左右的等效输出噪声温度,不确定度小于2%。辐射体采用金字塔型高温吸波材料制成,E/H面等化性好。 采用恒温槽加热方式,有效提升了辐射体的温度均匀性。采用一种改进的矩形喇叭天线用作耦合天线,有效降低端口反 射,从而减小了天线对等效输出噪声温度的影响。     

PCB板级电路中高效散热结构的优化设计

印制电路板(PCB)厚度方向的导热系数比平面方向的导热系数小得多,为了改善板厚度方向的导热性能,提出了一种改进的自然对流冷却散热方式。首先,通过在PCB板中设计热过孔并在其背面安装散热器,应用热分析软件Icepak对散热模型进行仿真,优化设计散热器翅片的厚度和数目对功率器件温度分布的影响;然后,根据优化后的结果,选定最佳修正尺寸,制作测试结构;最后,采用热电偶法对其进行实验测试,结果表明此散热结构可有效降低器件的温度。     

CPU片上热敏元件及布局研究

CPU芯片内部温度的准确测量是保证微处理器发挥最佳性能和提高芯片可靠性的重要前提.在对晶体管参数热效应进行理论分析的基础上,提出一种基于晶体管集电极电流热效应的片上热敏元件方案,推导和仿真证实所提方案元件具有较高的转换灵敏度.在对CPU芯片热点温度场进行理论分析的基础上,建议一种根据温度场分布特点的拐点圆上敏感元件对称布局方案,推导证实所提方案可改善测量精度.     

LED筒灯散热器正交试验优化设计研究

为了达到降低大功率LED筒灯制造成本同时又保证散热能力的目的,采用正交试验法优化设计了散热器。分析了散热器基板直径、基板厚度、翅片厚度、翅片间距、翅片高度和翅片轮廓直径等6个因素对散热器重量与LED温度的影响。然后利用CFD热仿真软件对LED筒灯散热器进行建模与散热仿真,最终得出了一个较为理想的优化结果。仿真与实验测试数据结果表明,采用优化后散热器的LED温度较优化前略有下降,但散热器重量降幅超过30%,实现了较好的优化目标。